薄壁板在随机声载荷作用下的振动响应谱估算

针对飞行器薄壁结构声疲劳问题，研究了具有多模态的薄壁板结构在声载荷作用下振动响应谱的估算方法。基于正交模态法，采用结合受纳函数描述结构模态和声场空间压力分布的耦合关系，建立动态响应计算模型。为与试验结果进行对比，选取具有固支边界的金属薄壁板作为研究对象，以试验测得的噪声载荷作输入，计算了该结构的振动响应谱，估算了均方应力，并将计算结果与试验数据进行比较和讨论。     

飞越适航噪声时域信号预测方法研究

以往对发动机有效感觉噪声级的预测研究是通过1/3倍频程谱进行计算,从而得到发动机地面预测有效感觉噪声级,而使用时域噪声数据进行发动机有效感觉噪声级预测的研究相对较少。研究了飞机起飞飞越过程中的噪声传播特性的计算方法,使用该方法来模拟计算飞机一台发动机在起飞飞越过程中地面飞越噪声测量点接收到的时域噪声信号数据。根据ANP数据库数据计算飞机起飞飞越航迹,使用声线法计算使用某时刻噪声声压信号传递的路程和时间,根据飞机速度方向与飞越地面噪声测量点的角度来确定该时刻噪声信号的最大声压值,最后得出飞机发动机在起飞飞越过程中部分时间内地面噪声测量点接受的时域信号数据,对飞机噪声适航审定提供一定的理论依据。     

考虑影响声传播因素的车用交流发电机气动噪声预测

为了更准确地预测车用交流发电机的气动噪声,基于计算流体力学及声类比理论,考虑影响声传播的因素,对实验室安装条件下的某型车用交流发电机气动噪声进行研究。利用大涡模拟方法计算了交流发电机内部三维非稳态流场;依据Lighthill声类比思想,将转子表面的压力脉动等效为旋转偶极子源点集;考虑发电机机壳及实验台面对声传播的影响,建立了以机壳内表面为声源边界的半自由声场计算模型,进而预测了发电机的远场气动噪声;最后,利用实测数据对发电机气动噪声仿真结果进行了验证。结果表明:交流发电机气动噪声的辐射声场具有明显的偶极子指向特性;仿真计算结果与实验测试结果具有很好的一致性。所提的研究方法能更准确地预测发电机的气动噪声,同时可为实车安装条件下的车用交流发电机气动噪声预测提供参考。     

涡桨飞机机体外表面噪声源计算与实验验证

针对某型涡桨飞机在巡航状态下机体表面的主要噪声源（附面层噪声和螺旋桨噪声）分别进行了计算及结果验证。利用VA-One软件开展了机身表面不同位置处附面层噪声数值计算,同时利用半经验公式进行了螺旋桨近场噪声的计算研究。综合考虑两种噪声源的计算结果,与该型涡桨飞机的机体外表面噪声实测结果进行了对比研究。结果表明,仿真和理论计算相结合的计算结果与实测结果吻合较好,验证了算法的正确性。该算法可应用于涡桨飞机机身外表面噪声载荷及舱内噪声预计。     

航空发动机风扇噪声经验预测方法分析

随着飞机广泛使用的涡轮风扇发动机涵道比的不断提高,风扇噪声在飞机总噪声中占有越来越突出的地位.因此介绍用于预测风扇噪声水平的三种经验模型:Heidmaan模型,Konto-Janardan-Gliebe模型及Hough-Weir模型.编写风扇噪声经验预测方法程序并计算飞机降落过程中某航空发动机风扇的远场噪声水平.三种模型计算结果对比表明,Heidmann模型预测值普遍较大,Hough-Weir模型与上述两种模型趋势稍有不同.     

黏弹性阻尼夹芯板水下声辐射数值计算

通过变分法建立含黏弹性阻尼层复合夹芯板水下振动与声辐射模型,系统位移场采用离散层理论描述,并通过层间位移以及剪切应力连续性建立传递矩阵关系,使得系统运动方程仅与底板位移分量有关,以降低方程维数,提高计算效率。系统运动方程用Rayleigh-Ritz法求解。为验证所给方法的正确性,将计算结果与经典参考文献的计算结果进行对比。通过分析材料参数和几何参数,给出了影响夹芯板声辐射的主要因素,为水下结构噪声被动控制提供参考。     

热声载荷作用下金属薄壁结构的振动响应与试验验证EI北大核心CSCD

针对航空航天薄壁结构在热声载荷作用下的非线性振动响应问题,基于声振耦合理论,采用耦合的有限元/边界元法对四边固支高温合金矩形薄壁结构进行了动力学响应计算。重点研究了薄壁结构在行波加载与扩散场加载条件下的振动应力/应变响应规律,讨论了温升对结构振动响应的影响规律,分析了薄壁结构热屈曲(Thermal-buckling)和跳变(Snap-through)响应特性。通过将薄壁结构在不同温度条件下的振动模态以及动态应变响应的仿真结果与热环境下的声激振试验结果进行对比,表明计算的基频量值及随温度的变化关系与试验结果获得较好的一致性,计算的应变响应与试验测试结果量值相当,验证了热声响应计算方法与模型的有效性。该研究提出的金属薄壁结构在热声载荷作用下的非线性振动响应计算方法及分析结论对进一步开展热声疲劳寿命预测及动强度设计提供依据。     

热声载荷下薄壁结构非线性振动响应分析及疲劳寿命预测

基于时域分析法研究了金属薄壁结构在热声载荷下的非线性振动响应特性,并采用四种应力寿命模型预测了薄板梁的热声疲劳寿命。以典型薄板梁为研究模型,首先研究了单一噪声激励下薄板梁的时域响应特性及热载荷对其响应特性的影响机理,并仿真分析了薄板梁在热声激励下的非线性响应特性。在此基础上,运用雨流法统计了薄板梁根部的应力响应,并基于Miner线性累积损伤理论采用Goodman、Morrow、Walker和修正Walker应力寿命模型预测了薄板梁在不同工况下的热声疲劳寿命。研究结果表明：薄板梁的热模态基频在其热声疲劳问题中起主导作用;薄板梁热屈曲后的非线性跳变响应将增大应力幅值,从而严重削弱结构的预期寿命;噪声载荷是影响屈曲前薄板梁热声疲劳寿命的主要因素,而热载荷是影响屈曲后热声疲劳寿命的主要因素。因此在薄壁结构抗热声疲劳设计中必须重点考虑热声载荷联合作用的影响。     

两种不同剖分方式的声线束追踪法声衰减计算

提出一种基于空间剖分的声线束追踪算法,对两种不同剖分方式算法进行比较。算法采用三棱柱和四面体两种空间剖分方式对声源点、障碍物所在空间结构进行剖分;利用得到的剖分结构快速追踪声线束并生成树形结构体;反向追踪声线束生成路径并结合声音排放传播模型得到三维空间声场;对两种剖分方式在计算精度、效率上进行比较,并对其误差和局限性进行讨论。完成该算法模型建立和比较,并通过实验对其进行检验。实验数据显示算法有较高的运算速度和精确度,两种剖分方式各有优势。     

某型变速箱箱体共振时的声品质评价

为对变速箱箱体共振时的噪声声品质进行评价,通过参考语义细分法的主观评价和计算声品质客观参量建立变速箱模态共振工况下的声品质评价模型。结合多种主观评价试验方法优缺点,采用改进的参考语义细分法。选取主要的声品质客观参量进行计算,试验数据表明,在371 Hz、460 Hz和492 Hz等低阶共振频率激励下,变速箱箱体产生噪声的响度较高,尖锐度、波动度和粗糙度较相对较低,但烦躁度值相对较高。在652 Hz和813 Hz共振频率激励下,噪声引起的烦躁度值较低。     

航空发动机噪声地面反射效应计算方法

为了获得准确性更好、适用范围更广的航空发动机噪声地面反射效应计算方法,文章对不同地面声阻抗模型以及噪声干涉效应模型下的地面反射效应进行频率响应特征分析。与公开的试验数据进行对比,结果表明地面声阻抗模型是影响噪声地面反射效应的关键因素。当地面有效声阻抗的不确定性较大时,选择变量个数较少的地面声阻抗特征方程,可以获得准确性更高的噪声地面反射效应的预测结果。根据对比结果,文章提出了一种航空发动机噪声地面反射效应计算方法,为发动机噪声适航性预测程序的升级提供了优化思路。     

大型客机机舱内饰板隔声性能计算与试验

结合单层板与夹层板隔声理论，推导了应用于计算典型飞机机舱内饰板隔声量的分析方法。根据所推导的计算公式，将真实环境条件与内饰板材料参数代入其中，获得地面与飞行状态下的隔声量计算结果。与实测数据对比之后，发现在特定频率区域内饰板计算量值与趋势都与试验吻合较好，但在共振频率、吻合频率和压缩频率上，计算值与试验测量值有较大起伏。对比飞行与地面两种条件，飞机状态下的隔声量普遍大于地面状态。     

飞机典型薄壁复合材料夹层结构整体屈曲

为了研究飞机机身无筋无框复合材料典型薄壁夹层结构在型号上应用的可行性,本文采用解析方法、有限元方法和试验方法对蜂窝夹层复合材料结构的面内压缩和剪切整体屈曲开展系统研究。基于经典层合板理论和工程解析方法推导蜂窝夹层复合材料的压缩和剪切屈曲载荷随试验件尺寸的变化规律。依据某型飞机机身典型结构分别设计压缩和剪切试验件尺寸大小、边界条件和加载方式。利用有限元商用软件ABAQUS对试验设计建立虚拟试验分析,对比验证解析方法和有限元方法的一致性。最后通过真实试验方法确定解析方法和有限元方法的有效性,并验证典型薄壁夹层结构的承载能力和破坏模式。结果显示,压缩试验结果失效模式与理论预测一致,故3种方法得到的结构整体失稳载荷相近,验证了理论方法的有效性;剪切试验结果发生局部破坏,故试验结果偏低,但有限元方法与解析方法所得结果一致,解析方法相对保守。     

燃料电池车用漩涡风机壳体辐射噪声数值预测

数值模拟燃料电池车用旋涡风机壳体的结构振动辐射噪声。首先给出燃料电池车上旋涡风机运行时振动噪声测量结果,然后使用Fluent模拟风机内部三维非定常流场,将作用在壳体表面的非定常力加载到壳体模型,使用Nastran对壳体进行动力响应计算,实现气体到结构的单向耦合。接着使用Virtual. Lab模拟风机壳体振动向外辐射的噪声,将试验测量和数值计算结果进行对比,表明此方法能够较为准确地模拟壳体的振动辐射噪声。最后采用这一方法研究散热片及结构阻尼对风机振动辐射噪声的影响。结果表明：无散热片以及增大结构阻尼系数可以降低漩涡风机壳体辐射噪声。     

机翼屏蔽对航空发动机噪声预测的影响分析

随着对飞机适航噪声的要求更加严格,利用机翼屏蔽效应对航空发动机进行噪声控制已成为一项有效策略与研究方向.基于惠更斯-菲涅尔原理,利用飞机噪声性能(Aircraft Noise and Performance,ANP)数据库计算飞机起飞航迹并在其上建立噪声源,声源位置作为噪声屏蔽计算坐标输入屏蔽效应算法,应用Matlab...     

基于凸集投影的水声信道辨识算法

研究了使用凸集投影方法进行水声信道辨识的可行性,给出了凸集投影常用的凸集约束的条件,并推导了在复数域中的凸集约束的表达式。计算机仿真和实验结果证明,在较高信噪比的情况下,使用凸集投影方法可以正确估计水声信道中的多途幅度衰减和相位变化,其分辨率优于传统最大似然估计器-匹配滤波器,可作为研究水声信道的有力工具。     

近红外光谱小波投影寻踪回归定量分析方法研究

为改进近红外光谱结构特征与定量回归模型的非线性拟合度和充分利用光谱中的非线性特征,提出了一种光谱小波投影寻踪定量分析方法。该方法对光谱进行小波分解后,用高斯混合模型噪声估计法降噪,对降噪后的小波系数向最优投影方向降维,用多项式岭函数拟合定量回归关系。建立黄酒近红外光谱快速预测酒精度小波投影寻踪回归模型,其相关系数R2和交叉检验标准差RMSECV分别为0.957和0.37838,该法比分析多元线性回归和偏最小二乘回归定量分析2种常规定量分析方法具有更优的预测效果,能更为有效地应用于近红外光谱快速定量分析检测。     

典型民机机身段水上冲击数值模拟方法及其耐撞性研究

为了改善民机在紧急迫降情况下的安全性能,对典型机身段水上冲击数值模拟方法及其冲击特性进行了研究。通过合理的简化建立了机身段有限元模型,对有限元方法(FEM)、任意拉格朗日/欧拉方法(ALE)和光滑粒子方法(SPH)水体模型进行了研究,探讨了水体材料模型对机身段结构动态响应特性的影响。在7 m/s垂向冲击速度下,对比分析了水面和刚性地面情况下的机身段结构的耐撞性能。结果表明ALE方法具有最佳计算精度和计算效率。由于忽略了偏应力,采用空材料得到的机身结构响应与弹性流体和弹塑性水体材料有明显不同。在水上冲击过程中,由于水体耗散了大量冲击动能,因此机身加强框变形较小。机身底部蒙皮结构承受较大的均布载荷,因此蒙皮吸能结构吸收了较多的冲击动能,是最重要的吸能结构之一。相对于刚性地面,水面冲击情况下机身具有更小的加速度过载。在紧急迫降情况下,选择湖泊或者江河等水域作为迫降地点可以减小乘员承受加速度过载。     

基于统计能量法的飞行器结构声振响应分析

基于统计能量分析(SEA)原理,对高超声速飞行器X-43A建立SEA模型,采用理论、经验公式及试验数据确定SEA模型的三个参数。将数值模拟计算结果与噪声试验值进行对比,结构声振响应的统计能量分析与试验结果趋势上较为一致,但低频段二者差异较大,高频段较为吻合;结构舱内响应噪声声压的计算值与试验测量值相比,不论在高频还是中低频,二者都较为一致,误差约3 dB,说明统计能量分析法对振动噪声环境预测是比较可靠的。     

基于平均飞行航迹的CCO减噪效用研究

近年来，通过优化飞行程序降低机场飞机噪声影响成为机场环境保护的重要研究方向。文章首先建立了基于飞机“噪声-功率-距离”数据的噪声计算模型，介绍了平均飞行航迹以及连续爬升运行(Continuous Climb Opera-tion, CCO)离场程序的相关理论，最后以大型国际机场为实例，使用飞机平均飞行航迹进行噪声预测，运用综合噪声模型计算出噪声影响面积并绘制噪声影响等值线图，比较了CCO离场相对常规的标准仪表离场(Standard Instru-ment Departure, SID)的降噪效果。结果表明，CCO离场程序可有效降低机场噪声影响，在高噪声级影响区域的降噪效果更佳。