箱形梁結構噪聲的理論研究.pdf

1、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，并且嚴重影響了沿線高科技生產(chǎn)企業(yè)、醫(yī)院和科研機構等單位中高精密儀器的日常使用。為此控制城市軌道交通振動和噪聲對環(huán)境的污染，已經(jīng)成為環(huán)境保護領域亟待研究和解決的重要問題。我國城市高架軌道主要采用混凝土箱形梁，其輻射的“二次噪聲”以低頻噪聲為主。低頻噪聲衰減慢，穿透力強，研究表明低頻噪聲對人體不僅造成功能性損害，還可引起器質性及精神性損害。因此，降低由其振動引發(fā)的

2、低頻噪聲具有很大的現(xiàn)實意義。 箱形梁振動引起的聲輻射問題本質上是結構流固耦合聲輻射問題，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。前人的工作大多集中在圓柱殼的研究上。對于箱形梁結構，由于其周向變曲率，使其運動方程采用解析法或半解析法求解具有相當難度，因而用解析法或半解析法分析箱形梁的聲輻射問題目前很少有文獻報道。 本文主要做了如下工作： 1、箱形梁聲輻射問題各種解析求解思路的探討。首先研究了

3、空氣中無限長混凝土圓柱殼的聲輻射問題，并分析了圓柱殼各種參數(shù)變化對輻射聲壓級的影響規(guī)律，如外激勵幅值、觀察點、殼體半徑、殼體材質、流體屬性、結構阻尼等參數(shù)。進而基于圓柱殼流固耦合理論，從共形映射理論、薄板理論和薄殼理論三個切入點入手分別對箱形梁結構噪聲展開了理論分析，由于箱形梁的周向變曲率，很難得到箱形梁聲輻射問題的解析結論。 2、箱形梁聲輻射問題的半解析方法的分析。 本文基于齊次擴容精細積分法和求解二維Helmholt

4、z外問題的復數(shù)矢徑虛擬邊界譜方法，通過Fourier積分變換和平穩(wěn)相位法來研究箱形梁聲輻射問題，提出了一種具有較高效率和精度的求解空氣中無限長混凝土箱形梁聲輻射問題的半解析方法，得到了箱形梁聲輻射問題的半解析解。 箱形梁聲輻射問題的求解，關鍵是對箱形梁的結構動力方程、流場Helmholtz方程、Sommerfield輻射條件以及空氣和箱形梁交界面上的協(xié)調條件所組合成的流固耦合方程的求解，從而求得箱形梁的輻射聲壓。本文立足于箱形梁