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1.
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不同介质中圆柱壳体的低阶模态声辐射特性研究
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《机械强度》,2015年第4期
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基于Flugge壳体理论,利用柱坐标系下Green函数和模态展开法,推导了两端简支有限长圆柱壳的声振耦合方程,求解了圆柱壳的辐射声功率和表面均方振速,对比研究了圆柱壳在不同流体中各周向阶数对径向均方振速和辐射声功率的贡献。结果表明,有限长圆柱壳受简谐径向点力激励,空气中,较大周向阶数的振动模态对声功率产生一定量的贡献;当圆柱壳浸入水中时,低频范围内前几阶周向阶数的振动模态对水下圆柱壳辐射声功率的贡献最大。
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2.
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基于有效线导纳的单筋圆柱壳振动声辐射分析 被引次数：2
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钱斌 汪源源 盛美萍 杨世兴《振动与冲击》,2006年第25卷第2期
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周向激励下加筋圆柱壳体振动和声辐射特性的研究是预测水下航行器壳体噪声的关键环节。基于有效线导纳理论和有效线导纳对简单圆柱壳体分析的基础，建立周向激励下单筋圆柱壳体的受力模型，得到振动响应计算公式，并对单筋圆柱壳体的振动响应和声辐射功率级进行实例计算和分析。计算结果表明：壳体表面加强筋处的局部振动响应得到有效抑制，幅度可降至原来的1％，但对整个壳体结构声辐射影响较小，功率仅降低1％左右。同时表明有效线导纳的理论能够正确有效地对周向激励下加筋圆柱壳体的振动响应和声辐射进行预报和分析。
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3.
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有源点激励有限长圆柱壳体辐射声场特性
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武国启《机械工程学报》,2012年第48卷第5期
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理论研究单点激励和多点激励时有限长圆柱壳体辐射声场特性。采用Donnell壳体理论和模态分析法,建立单点激励和多点激励有限长圆柱壳体声辐射数学模型。根据声辐射计算数学模型,计算并分析单点激励和多点激励时圆柱壳体低频段声辐射近场和远场特性。研究结果表明:随着激励力频率的提高,圆柱壳体声辐射功率和辐射效率提高,辐射声压增大,且激励力作用方向为声能量主要辐射方向;在声辐射近场,频率越低声压衰减越快,且具有一定起伏变化特性;在声辐射远场,不同辐射方向声压变化规律不同,但其声压衰减规律都近似为球面波衰减。
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4.
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加纵肋平底圆柱壳振动和声辐射的FEM/BEM研究 被引次数：7
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石焕文 盛美萍 孙进才 贺晨《振动与冲击》,2006年第25卷第2期
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建立了两端带平底板的加纵肋圆柱壳水中声辐射计算的FEM／BEM三维模型，探究了加肋的高度、宽度、数目对平底圆柱壳表面平均速度、辐射功率、辐射效率、声场指向性的影响规律。计算方法是在有限元软件ANSYS中做加肋平底圆柱壳建模、模态分析基础上，将有关数据（网格、模态）导入边界元软件SYSNOISE中计算流体-结构耦合状态下的辐射声场特性。结果表明：（1）纵肋的高度、宽度以及数目增大都可以引起平底圆柱壳的表面平均速度、辐射功率、辐射效率随频率变化曲线峰的移动，同时使声辐射效率增大，但使表面平均速度、辐射功率变化不明显。（2）纵肋的高度、宽度增大都使低频声辐射中两端平底板的贡献量增大，而使研究频域内的高频声辐射在激励力的反方向上增强。当径向激励力作用在纵肋上时适当调整均布纵肋的数目可以改变平底圆柱壳辐射声场的指向性。这对于水下结构辐射噪声预报以及噪声抑制具有重要意义。
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5.
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壳板组合结构功率传递分析
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钱斌 汪源源 盛美萍《机械科学与技术》,2005年第24卷第10期
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壳板耦合是圆柱壳组合结构中最常见的连接方式。为了研究壳板组合结构的功率传递规律,利用有效点导纳分析周向均布激励下圆柱壳表面振动响应的分布规律,得出圆柱壳振动响应理论计算公式;通过给出圆周线导纳的定义及其表达式,计算带端板圆柱壳的振动响应均方值之比。理论计算结果表明:壳板振动响应均方值之比随频率的增高逐渐增大,但其值始终小于1。实验测量结果与理论计算吻合,其值围绕理论值上下波动,表征了理论计算公式和分析结果的正确性和合理性。
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6.
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内部声激励下圆柱壳低阶模态声振特性研究
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《哈尔滨工程大学学报》,2017年第8期
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针对舱室空气噪声引起水下航行器的外辐射噪声问题,基于Flügge薄壳理论和Helmholtz波动方程,推导了机械点力源和内部点声源激励下有限长单层圆柱壳的振动方程,分析了声腔结构对声源辐射能量的影响,并通过数值仿真对比分析了机械点力源和内部点声源激励下圆柱壳低阶周向模态声振特性和传递损失。数值计算结果表明:机械点力源激励下,各阶周向模态均影响壳体的振动特性;内部点声源激励下,壳体振动主要由低阶周向模态主导,其声辐射效率更高,能量传递损失更大。该研究结果对水下航行器声学设计具有一定的参考价值。
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7.
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有限长加筋双层圆柱壳低阶模态声辐射性能分析 被引次数：1
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陈美霞 骆东平 曹钢 周锋 郭华林《哈尔滨工程大学学报》,2004年第25卷第4期
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采用Fl櫣gge壳体方程描述圆柱壳体的振动,通过将加筋结构等效为反力和反力矩加在圆柱光壳表面上,然后将其引入到壳体振动方程中去.采用Helmholtz波动方程和壳体表面的边界条件来求解位于内层壳和外层壳之间的环形流体,并利用傅氏变换,可以求出声压的表达式,理论结果用辐射声功率和辐射效率的形式表示,详细研究了低阶模态的辐射声功率和辐射效率,说明低阶模态对声辐射起主要作用.分析了壳体的固有模态、激励力和声辐射三者之间的关系,这为用主动控制方法降低有限长加筋双层圆柱壳的振动噪声,提供了理论依据.
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8.
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壳间连接形式对双层壳声辐射性能的影响 被引次数：3
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陈美霞 骆东平 杨叔子《振动与冲击》,2005年第24卷第5期
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研究流场中受径向点激励的有限长双层圆柱壳壳间用实肋板连接或用托板连接对其振动和声辐射性能的影响。壳体的振动用Flügge壳体方程描述,将加强构件等价为对内外壳体的支持力,实肋板作用可以等价为周向、轴向和径向三个方向的力和轴向弯矩作用到壳体上。托板近似简化为拉压杆件进行计算,并推导了托板的动反力公式,然后将其引入壳体振动方程,最后求解双壳体声-流体-结构耦合方程,计算结果用辐射声功率、表面振动均方速度级和辐射效率的形式表示。在数值分析部分,讨论了壳间连接型式变化对双层圆柱壳的声辐射性能的影响,分析了托板和实肋板的差别。得出结论:壳间连接越紧密,对应的双层加筋圆柱壳的辐射声功率越高。
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9.
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水中有限长纵向加肋圆柱壳体振动与声辐射影响因素研究 被引次数：3
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廖长江 蒋伟康 王云 段浩《振动与冲击》,2009年第28卷第5期
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本文以水中有限长纵向加肋圆柱壳体为研究对象，推导了水中有限长纵向加肋圆柱壳体的声固耦合振动方程，其中纵向肋骨的作用表现为在基本圆柱壳体声固耦合振动方程中增加相应的附加阻抗，因此壳体的振动和声辐射由壳体机械阻抗、辐射阻抗和纵向肋骨附加阻抗决定。通过数值仿真算例对外力激励下有限长纵向加肋圆柱壳体振动与声辐射影响因素进行了研究。结果表明纵向加肋对水中圆柱壳体的辐射声功率影响不大，但壳体表面平均振动速度明显降低，而材料损耗因子对几乎所有频段内水中圆柱壳体的辐射声功率和表面平均振动速度都有明显抑制作用。
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10.
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多设备源激励下水中柱壳结构声振特性研究
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高晟耀 缪旭弘 王雪仁 周奇郑《噪声与振动控制》,2017年第37卷第6期
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研究多个设备振动激励下的水中有限长圆柱壳体振动与声辐射特性。基于薄壳理论,建立单频多个设备振动激励下水中有限长圆柱壳体的声振耦合方程,采用模态展开法推导出多源激励下壳体振动响应和辐射声功率的解析表达式,分析设备激励源数、激励形式及其组合方式等对壳体振动响应和辐射声功率的影响规律。研究表明:多设备振动激励作用下,施加的多点激励力间距越大,壳体结构振速响应和辐射声功率越低;沿周向施加线激励力,不易激起壳体振动与声辐射,而沿轴向施加的激励力越集中,所激起壳体的振动与声辐射越强;在激励力合力相同的条件下,增加激励力接触面积可有效隔声。研究结果可为水下航行体的振动噪声控制提供理论依据。
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11.
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相位共轭法进行水下圆柱壳辐射声场的识别研究
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刘松 黎胜 赵德有《哈尔滨工程大学学报》,2011年第8期
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为了研究水下工程结构辐射声场的识别问题,基于相位共轭方法采用离散阵元对水下有限长圆柱壳的辐射声场识别进行了数值仿真计算.采用不同的阵列形式分别在近场和远场对圆柱壳表面声压、法向速度、辐射声功率和声强进行了识别及重构误差分析,并讨论了激励频率变化对重构结果的影响.数值计算结果表明:只有在近场采用圆柱形阵列形式并基于声压梯度测量,使用偶极子源才能得到最好的声场重构结果;采用相位共轭方法可以较好地识别结构的表面声压、法向速度、辐射声功率和声强等;在远场使用相位共轭方法仅能够识别出圆柱壳表面声压最大值的位置;激励频率发生变化时该方法仍能得到较精确的重构结果.相位共轭方法具有使用测点少,可自然使用局部重建方法,并且不存在解不稳定问题等优点,具有很好的应用前景.
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12.
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甲板刚度和垂向位置对环肋圆柱壳声辐射性能的影响
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骆东平 肖邵予 曹钢 郭华林《哈尔滨工程大学学报》,2004年第25卷第5期
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通过对具有内部浮动甲板(浮筏)的环肋圆柱壳结构在流体中的振动、声辐射特性的研究,就能够比较真实的揭示潜艇动力舱的振动和声辐射特点.本文采用四自由度弹簧技术来模拟圆柱壳体和浮动甲板之间的弹性连接,基于扩展的Rayleigh Ritz法,运用Hamilton变分原理导出壳体与甲板的耦合振动方程,并利用Helmholtz波动方程和流固交界面上的速度相容条件求得壳体表面辐射声压的表达式.进而讨论了在弹簧连接刚度一定时,浮动甲板刚度的变化以及其垂向位置的变化对圆柱壳的振动、声辐射特性的影响.结果表明,甲板刚度变化对壳体的振动和声辐射的影响比较复杂,与激励频率有关;甲板圆心角的增加会增大壳体的辐射声功率级.
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13.
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水下圆柱壳声辐射有源力控制及机理分析
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丁少虎 陈克安 马玺越 玉昊昕《振动工程学报》,2014年第4期
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研究了利用力激励进行水下有限长圆柱壳振动声辐射有源控制问题。考虑流固声振耦合作用,根据圆柱壳辐射声功率在周向相互解耦的特性,推导了次级力源最优强度解析表达式,比较了单个力和多个力有源控制后的降噪效果;利用圆柱壳结构振动模态和声辐射模态的对应关系,分析了圆柱壳声辐射有源力控制的物理机理。研究结果表明:多个次级力更能有效地控制壳体产生声辐射的振动部分而达到控制噪声的目的;水下圆柱壳的前几阶声辐射模态的辐射效率很高,而辐射模态幅度较低,有源控制机理在于降低与结构振动模态对应的声辐射模态幅度,从而有效控制结构振动产生的声辐射。
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14.
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复合材料夹芯圆柱壳的声辐射性能
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《材料研究学报》,2017年第6期
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为了量化评估两种功能型材料的声振性能,基于结构有限元(FEM)法和声学边界元(BEM)法,计算出典型环肋圆柱壳的振动声辐射,结果与文献试验值的一致性较好。进行动态热力学实验并基于温频等效原理,得到了黏弹性吸声芯材的动态力学参数;采用流体有限元法模拟水和圆柱壳的耦合作用,最后采用间接边界元法计算了点激励作用下不同功能材料夹芯壳辐射声场。结果表明:周向模态对浮力材料夹芯壳和吸声材料夹芯壳模态阻尼比均有重要的影响,轴向模态仅对吸声材料的夹芯壳模态阻尼比有显著影响;与等质量的钢壳相比,浮体材料夹芯壳的最大声功率降低21.38 d B,吸声材料夹芯壳的最大声功率降低56.55 d B;将两种功能材料按比例组合作为夹芯材料,壳体的辐射声功率随着吸声材料占比的增加而降低,但是降低的幅度不断减小。
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15.
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环肋圆柱壳的自由振动特性
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《Planning》,2014年第2期
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研究了环向肋骨沿壳体轴向任意布置、无横向偏转的环肋圆柱壳自由振动特性。基于Sander壳体理论,采用Rayleigh-Ritz能量法推导出环肋圆柱壳自由振动的固有频率特征方程。经过与各向同性圆柱壳的固有频率进行对比,验证了本文研究的有效性和正确性,计算了两端简支与一端固支一端自由等不同边界条件下壳体的固有频率,分析了加肋位置及边界条件对圆柱壳振动频率的影响。研究结果表明:加肋对圆柱壳的固有频率有显著提高,两端简支边界条件下的频率大于一端固支一端自由边界条件的频率;肋骨位置对于频率的影响明显,主要表现在壳体长度与半径比值较小、壳壁厚度与半径比值较大的情况下。
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16.
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往复式制冷压缩机壳体振动声辐射特性的初步研究
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蔡建程 储呈国 李艳 刘小莉《制冷技术》,2011年第4期
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制冷压缩机是决定冰箱、冷柜等家电噪声水平的关键部件。本文首先分析往复式制冷压缩机噪声的类型以及传递途径,指出壳体是压缩机自身噪声向外辐射的最终载体;接着对某一压缩机的壳体进行了模态分析,以了解其固有振动特性;再在压缩机内部的四个支撑机芯的弹簧底部位置和排气管焊接处施加常值幅度的力谱,研究压缩机的受迫振动与声辐射。结果表明:对于此压缩机第1阶弹性变形模态为3kHz左右;四个支撑弹簧和排气管焊接处施加力激励,发现在1kHz以下,壳体的振动小且声辐射效率低,所以声辐射功率也小;随着频率增加,辐射效率提高,特别当超过第1阶变形模态之后辐射效率将大于1,并且此时由于结构模态的不断出现,振动能量和声辐射功率都维持在较大幅度范围内;不同激励点激励起各阶壳体模态振动的有效性不一样,排气管焊接点处比支撑弹簧处能更有效地激励壳体的振动与声辐射。
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往复式制冷压缩机壳体振动声辐射特性的初步研究
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蔡建程 储呈国 李艳 刘小莉 孙刚磊《电器》,2011年第Z1期
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制冷压缩机是决定冰箱、冷柜等家电噪声水平的关键部件。本文首先分析往复式制冷压缩机噪声的类型以及传递途径,指出壳体是压缩机自身噪声向外辐射的最终载体;接着对某一压缩机的壳体进行了模态分析,以了解其固有振动特性;最后在压缩机内部的四个支撑机芯的弹簧底部位置和排气管焊接处放加常值幅度的力谱,研究压缩机的受迫振动与声辐射。结果表明:对于此压缩机第1阶弹性变形模态为3kHz左右;四个支撑弹簧和排气管焊接处施加力激励,发现在1kHz以下,壳体的振动小且声辐射效率低,所以声辐射功率也小;随着频率增加,辐射效率提高,特别当超过第1阶变形模态之后辐射效率将大于1,并且此时由于结构模态的不断出现,振动能量和声辐射功率都维持在较大幅度范围内;不同激励点激励起各阶壳体模态振动的有效性不一样,排气管焊接点处比支撑弹簧处能更有效地激励壳体的振动与声辐射。
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18.
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近水面状态有限长圆柱壳受迫振动的输入功率流和声辐射特性
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《振动工程学报》,2017年第4期
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基于声固耦合模型,采用波传播方法分析近水面状态有限长圆柱壳受迫振动的输入功率流和声辐射特性,并考虑了自由液面的影响。通过与有限元仿真结果进行对比分析,验证了该方法的正确性。当圆柱壳接近自由液面时,自由液面的存在致使水下圆柱壳输入功率流和声辐射特性的峰值频率向高频偏移,且响应幅值也略有增大。随着潜深的增大,自由液面对圆柱壳输入功率流特性的影响逐渐减小。当潜深大于5倍半径时,自由液面对耦合系统输入功率流的影响可以忽略,但其对耦合系统声辐射特性的影响不可忽略。
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19.
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激励力作用位置对圆柱壳辐射声功率影响研究
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《声学技术》,2017年第2期
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潜艇上的机械设备不平衡运转会产生激励力,不平衡运转设备引起的艇体噪声是辐射噪声的主要成分。因此研究激励力的位置与声功率的关系是非常具有意义。文章建立了环肋圆柱壳结构声振动分析模型,基于力辐射模态从激励力作用位置变化方面对环肋圆柱壳进行数值计算和分析,研究激励力作用在不同位置处时,辐射声功率的变化规律。为了给出激励力作用位置与壳体辐射声功率的关系,运用力辐射模态概念,依据力辐射模态形态特征,分析判断激励力作用位置对辐射声功率的影响,为有效地减少圆柱壳辐射声功率提供了更为方便的技术手段。
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20.
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含阻尼结构的下曲轴箱声辐射特性研究
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王舒妍 冯慧华 赵奕磊 向启雄 王子光 孙艳寰 石科峰《内燃机配件》,2010年第12期
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应用模态叠加法分析了油底壳在指定激励下的结构振动响应；然后应用ATV（声传递向量）＆MATV（模态声传递向量）法，在声振分析软件SYSNOISE中计算了油底壳的辐射声功率级、声场场点声压等声学结果。采用约束阻尼结构对油底壳进行声辐射控制的研究，得到了阻尼处理后的结构动态特性及声辐射特性结果。与原油底壳相比，各阶固有频率、表面振动速度、振动加速度显著降低，辐射声功率、声场声压也均有所降低，具有较好的减振降噪效果。
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