圓柱殼體的振動與聲輻射.pdf

1、現(xiàn)代城市軌道交通的飛速發(fā)展給沿線居民的生活帶來了不可避免的環(huán)境振動和噪聲污染問題。隨著人們對生活環(huán)境要求的不斷提高，這一問題越來越引起有關部門的重視。對于軌道交通中的高架橋，廣泛使用的橋梁截面形式為箱形。這種結構形式有類似于音樂器材鼓的特性，在列車運行時產(chǎn)生的低頻結構噪聲污染非常嚴重。 箱形梁的振動引起聲輻射問題本質(zhì)上是結構流固耦合聲輻射問題。這一問題一直是結構聲學和控制領域的前沿問題，也是各國學者公認的難點問題。工程上，兩端開

2、口的箱形結構由四塊板組成，板的厚度相對于箱形梁的長度和寬度來說較小，在理論上可以簡化為薄壁板殼。在分析和處理上，箱形截面的薄壁殼體比起圓柱殼體要復雜得多，也困難得多。而在實質(zhì)上，二者的振動致聲問題都屬于流固耦合問題。所以，一方面為了研究的方便，另一方面為了給高架軌道箱形梁結構噪聲的研究工作打下一定的基礎，本文以圓柱殼體為研究對象，主要做了如下工作： 1．簡要介紹萊斯納理論下薄殼振動的基本方程和圓柱殼體振動的基本方程。指出不同的薄

3、殼振動理論之間只有較小量級的差別。 2．利用有限元軟件對一兩端封口的圓柱殼體進行了模態(tài)分析，得到了的各階頻率和對應的振型。從振型上看，圓柱殼體自由振動時的振型可以分為軸向振型、殼彎曲振型、梁彎曲振型和扭轉(zhuǎn)振型等。 3．采用Kennard殼體振動理論，應用波數(shù)域法得到了內(nèi)外充滿空氣的無限長圓柱殼體在單個固定簡諧荷載作用下的波數(shù)域速度，然后運用數(shù)學中的穩(wěn)相法得到了該類殼體遠場聲輻射的解析表達式。 4．通過數(shù)學編程得到