碳纖維復合材料隔聲特性分析與優(yōu)化.pdf

1、安全、節(jié)能、環(huán)保已經(jīng)成為當前汽車制造業(yè)的發(fā)展主題，而對節(jié)能減排有著立竿見影效果的輕量化則成為了現(xiàn)代汽車設(shè)計的主流趨勢之一。
　　在各種可用于車輛結(jié)構(gòu)的材料中，碳纖維復合材料以其出色的力學及化學等綜合性能成為重要的輕量化替代材料之一。據(jù)測量，環(huán)氧樹脂基碳纖維復合材料的比模量遠在鋼之上，且耐高溫、耐摩擦、耐腐蝕，是一種理想的輕質(zhì)材料。然而，與傳統(tǒng)材料相比，碳纖維復合材料在使用上也有一定劣勢。一方面，碳纖維復合材料在環(huán)境振動、噪聲激勵下

2、容易產(chǎn)生較大幅度的振動及聲輻射;另一方面，與傳統(tǒng)單一均質(zhì)材料相比，碳纖維復合材料具有各向異性性質(zhì)，也給對其動力學性質(zhì)的研究帶來了極大的困難。
　　為了探究碳纖維復合材料層合板的隔聲特性，并獲得提高其隔聲能力的優(yōu)化方法，本文分以下幾個步驟進行了研究與討論。
　　首先，介紹了各向同性無限大薄板的隔聲理論，以及纖維增強復合材料層合板的基本構(gòu)造與力學性質(zhì)，重點闡述了復合材料層合板的命名方式與彎曲剛度計算公式。在此基礎(chǔ)上，建立了無限大

3、復合材料層合板的傳聲損失模型，并通過實驗與仿真，驗證了模型的準確性。
　　隨后，在簡要介紹板結(jié)構(gòu)隔聲頻率特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合復合材料力學的知識，推導了四邊簡支反對稱碳纖維復合材料層合板的固有頻率計算公式，并得到了使其在剛度控制區(qū)內(nèi)獲得最大隔聲量的鋪層角度組合。通過數(shù)值仿真，比較了碳纖維復合材料層合板與等厚度及等彎曲剛度鋼板、鋁板在低頻范圍內(nèi)的隔聲能力。
　　第三，簡要介紹了模擬退火優(yōu)化算法的概念以及聲輻射模態(tài)理論。結(jié)合四邊簡支