多组声子晶体复合结构的隔声性能

运用波动分析法,导出了平面波垂直入射时声子晶体禁带特性的计算方法。探讨了构建声子晶体复合结构用于隔断和屏蔽人体敏感噪声谱的可行性。分析计算了由多层铅/软橡胶声子晶体与多层钢/丁腈橡胶构成的声子晶体复合结构的隔声性能。结果表明,通过参数的合理调制和搭配,这种声子晶体复合结构能够降低起始频率和提高禁带宽度,达到人们所要求的隔声目标和良好的隔声效果。     

热力载荷下多材料构件连接区的界面断裂分析

应用改进的虚裂纹闭合技术对热、力载荷作用下多材料构件连接区界面进行断裂分析。首先,通过对含橡胶夹层的复合材料层合板单腿弯曲（SLB）试件断裂分析,研究了在不同温度载荷作用下,橡胶夹层对试件能量释放率及其各型分量的影响。其次,对具有热流边界下,典型复合材料-橡胶-金属组成的多材料圆柱壳体连接裙结构进行了热力耦合断裂分析,结果表明裂纹总能量释放率随温度升高而增大。最后,针对该连接裙结构讨论了裂纹位置和橡胶层厚度对裂纹能量释放率的影响,指出适当增加橡胶层厚度可以降低裂纹能量释放率,但橡胶厚层度与界面韧性之间存在尺寸效应。     

复合材料层合板结构振动声辐射优化

通过有限元法计算复合材料层合板结构的振动特性,然后采用瑞利积分进行结构的声辐射分析.在此基础上,给出考虑振动声辐射特性的复合材料层合板的优化设计模型,研究简谐激励力下的结构灵敏度计算,重点推导了声学灵敏度分析公式,并采用序列线性规划方法进行了优化求解.数值算例表明通过层合板铺层厚度和角度的优化可以有效降低结构的振动声辐射,同时验证了灵敏度算法的精度和优化方法的有效性.     

钛板夹芯结构透声窗设计方法

对两层金属平板、中间橡胶夹芯的结构进行了设计,认为金属平板和芯层中都有纵波和横波的传播,应用传递矩阵法建立了平板夹芯结构声学设计的理论模型。利用该模型设计出一种钛板夹芯结构,并对该夹芯结构进行了透声性能分析。数值计算结果表明该方法设计出的钛板夹芯结构具有良好的透声性。     

多层周期性结构隔声特性的试验研究

根据固体物理学的周期性结构的能带理论,通过试验研究多层周期性结构的隔声特性.并利用频谱分析技术对多层周期性结构与非周期性多层结构进行分析,试验和分析表明:多层周期性结构呈现出声子禁带的隔声特性.     

基于有限元法的贴敷阻尼薄板声辐射性能研究

基于分层理论,建立了四边简支约束条件下薄板声辐射特性有限元分析模型,计算了其固有频率、辐射声功率及振动均方速度,并与Comsol软件计算结果进行对比,证明了该方法的有效性。其次,将分层理论用于贴敷阻尼薄板的声辐射特性研究中,分析了单/多层阻尼对结构声辐射特性的影响。最后,通过分析贴敷阻尼薄板在轻/重流体、不同流速条件下的声辐射特性,研究了流体对贴敷阻尼薄板声辐射特性的影响。结果表明,贴敷多层阻尼的薄板结构声辐射特性对阻尼材料贴敷顺序较为敏感,将弹性模量较大的阻尼材料贴敷在靠外侧能够增大约束阻尼层的剪切变形,有利于提高结构整体的损耗因子,降低结构的振动和声辐射;流体流动时,结构声振特性将发生非线性变化,当流速较低时,结构声振特性变化明显,随着流速增大,变化趋势趋于平稳。     

声学多层结构介质的研究进展

首先回顾了声学多层结构介质的研究历史,在此基础上简要介绍了近几年在声学多层结构介质特异声传输调控和原型声学功能器件方面的一些工作进展。从声学的角度,系统介绍了多层结构介质的有效介质理论,系统声学参数的各向异性近似,在声波隐身斗篷中的应用。通过严格散射理论推导和有限元数值模拟研究了声斗篷系统的近场声压分布和远场散射强度,发现该设计可在低频较宽的频带范围内显著降低被遮蔽区域的声散射截面;在此频率区间内,声信号散射截面随着频率的提高而增加,其截止频率由薄层厚度决定。最后对该领域的研究作了若干展望。     

斜入射水下复合结构隔声特性研究

基于无限大弹性体和粘弹性体的波传递理论,采用传递矩阵的方法,对斜入射情况下的透射系数和隔声量进行了理论推导,考虑了声波在橡胶中传播所产生的剪切力,并就单层复合结构的隔声性能进行了详细的研究,进而也分析了多层复合结构的隔声性能.分析表明:软质阻尼材料能明显改善结构的隔声性能;相对来说入射角度和材料的厚度对隔声性能的影响比较复杂;而对于多层复合结构而言,面层橡胶的选取尤为重要,一般采用软质橡胶材料来得到大的隔声量.     

基于材料选型优化的金属-复合材料组合结构-声辐射优化

基于金属铺层假设,以结构材料属性和材料铺层数量为设计变量,建立了基于金属-复合材料的材料选型结构-声辐射优化设计模型。以钢-纤维增强复合材料组合结构为例,开展了多设计变量、多约束条件的结构-声辐射优化研究。最后,采用遗传算法进行求解,实现了结构材料的转换。数值算例表明,通过金属-复合材料组合结构的材料选型优化,可以有效降低钢-纤维增强复合材料结构的振动和声辐射。文中的研究方法为结构材料的分布优化提供了一种可行有效的思路。     

多层结构声表面波滤波器的研究进展

无线通讯系统向高频率、高可靠性的发展要求声表面波滤波器(SAWF)同时具备高声速、高机电耦合系数、低插入损耗、高温度稳定性,而多层结构SAWF能够满足这些要求,因此多层结构SAWF近年来引起了人们极大的关注,并取得了较大的进展.简述了SAWF的基本结构和原理,回顾了近年来多层结构SAWF的研究进展,包括理论研究和实验研究,展望了其今后的发展趋势.     

敷设粘弹性材料的多层吸声模型阻抗匹配

研究敷设粘弹性材料多层结构的阻抗匹配方法对水下目标隐身具有重要意义。文中利用多层介质声传播理论,推导了简洁的任意多层结构模型声场特性计算公式,并结合粘弹性材料的动态特性,应用所推公式计算了水下敷设吸声材料多层模型的声场特性。借助数值分析方法,对多层结构模型各层材料特性阻抗与模型声学性能间的关系进行了仿真,探索利用模型各层特性阻抗设计模型阻抗匹配的方法。通过分析模型各层特性阻抗比例关系对模型声场特性的影响,得出其实现阻抗匹配的最优取值范围。研究结果对设计、选取吸声材料具有重要意义。     

水下多层结构目标体的高频回声特性研究

水下装置很多都是多层结构。为准确预报其高频回声特性,提出平面元方法结合基于传递矩阵的多层结构反射特性计算方法的混合方法研究水下三维多层结构目标体的高频回声特性,并研究多层圆板、圆球和有限长圆柱等水下多层结构三维目标体的回声特性。计算结果表明,水下目标体的第一Fresnel波带表面的曲率变化平缓时,采用的方法和局部反应表面处理方法的结果是基本一致的。而第一Fresnel波带表面的曲率变化不平缓时,方法的计算结果更符合实际声学特性。     

聚脲材料物性参数的改进粒子群算法反演

利用敷设吸声材料的多层模型反射系数反演吸声材料物性参数,对研究材料参数测量、模型性能实验和预报具有重要的意义。文中建立了敷设粘弹性材料吸声结构的材料参数反演模型,通过改进标准粒子群算法,将智能反演应用到吸声模型材料参数反演中。以橡胶材料验证了反演过程和反演结果的正确性和准确性,在此基础上,利用几个维度的测量值反演了聚脲材料的物性参数。反演结果表明,文中改进的动态混合粒子群算法具有较高的反演精确度,利用反射系数部分测量值反演材料参数是可行的,对减少实验工作量及吸声模型性能预报具有重要意义。     

声波由粘弹性介质向流体介质入射情况下的声反射分析

在研究含腔体的结构的声学特性时,会遇到声波从粘弹性介质向流体介质入射的情况。主要研究了声波从粘弹性介质向流体介质斜入射情况下的声反射特性,分析表明：反射声波中有横波和纵波同时存在,纵波声压反射系数随入射角度的增大逐渐增大,横波的声压反射系数随入射角度的增加先增大后减小,在垂直入射时只有纵波,而没有横波存在。这些结论为进一步研究带空腔结构的声学特性打下了基础。     

静水压变化下橡胶结构吸声性能的计算与分析

应用有限元方法计算静水压力变化下几种橡胶吸声结构的形变和吸声性能。结果表明，静压变化对复合渐变过渡型空腔的橡胶结构的形状和吸声性能影响最小。在静水压4．5MPa以内，随静压增高，几种典型腔体结构的吸声频带都朝向高频端移动，与实际测试结果变化趋势一致。     

水声功能橡胶研究新进展

介绍了橡胶的声速、特性阻抗、声学原理等基本性质,以及水声功能橡胶在吸声、透声和反声方面的研究现状及应用,并对其发展方向进行了展望。     

基于声品质的直升机舱内典型降噪措施分析

直升机舱内噪声严重降低了乘员的乘坐舒适性,进行直升机舱内降噪设计研究十分必要。本文以声品质最优为目标,以直升机舱内噪声烦恼度评价结果为依据,通过多元线性回归方法构建舱内声品质模型,利用计算声学软件模拟直升机舱内添加不同种类降噪措施后的双耳可听声信号,从不同角度对典型降噪措施的效果进行测评及对比分析。结果表明:在舱内添加穿孔板(穿孔率13%,空腔厚0.5 m,前部填充0.1 m岩棉)后的声品质改善效果最好,添加毛毡乳胶粘合泡沫橡胶和5 mm厚针刺毡对声品质的改善效果最差。从吸声措施类型来看,吸声结构对声品质的改善效果最好,吸声材料次之,阻尼材料最差。     

反射声对室内声景主观评价的影响初探

梳理了近年来地面反射声和室内声景观的研究情况,结合实验心理学以及室内声景观主观评价等研究框架,通过三个基于反射声感知的声学可听化实验,确定了在四间房间内人耳对有无地面反射声参与的三种声音信号的绝对感觉阈。结果表明语音信号高于本底噪声10dB(A)即可被察觉,而水流声及音乐声高于本底噪声17dB(A)才能够被明显察觉,最后结合实验结果对地面反射声的处理给出了建议。     

基于EEMD和能量分离的风电机组传动系统的故障诊断方法

摘 要：针对风力发电机传动系统故障发生时难以有效提取识别问题，提出基于EEMD分解和能量分离算法的故障诊断方法。首先，对采集到的振动信号进行EEMD分解；然后，根据峭度和相关系数选取包含故障最多且与原信号相关性较大的IMF分量；最后，通过能量分离算法来估计选定的IMF分量的幅值包络和瞬时频率，用来进一步解调分析，实现故障的诊断与定位。通过对风电传动系统的实验数据和风场现场实际运行数据证实了提出方法的准确性和有效性。该方法在风电场的实际工程当中具有良好的应用价值。