复合材料层合板的铺层几何对结构声传输的影响

采用基于复合材料一阶剪切理论－Mindilin理论的板单元和基于Rayleigh表面分方程的边界元,对嵌在无限障板上的复合材料层合板在低频简谐平面声波斜入射情况下,建立了考虑流体结构耦合的传声计算模型,并利用该模型计算研究了对称角铺设、反对称角铺设和正交铺设等不同铺设方式对层合板传声损失的影响以及在板侧流体介质分别为空气和水时层合板的传声特性,指出层合板的铺层几何对其传声损失有较大影响,应在设计中引起注意。     

基于二维等效FE-SEA混合方法的复合材料层合板传声损失分析

为研究湍流脉动噪声激励下复合材料层合板的传声特性,首先基于一般层合板理论将复合材料层合板等效为单层各向异性板,进而采用FE-SEA混合方法研究其传声损失。同时开展复合材料层合板传声损失试验,并将FE-SEA结果和统计能量法(SEA)结果以及实验值进行对比分析。研究结果表明:FE-SEA结果和实验值整体上分布趋势一致,而且误差也相对较小,其中3 000 Hz～10 000 Hz误差在2 dB以内,但由于刚度等效导致2 000 Hz附近结果误差相对较大。相较于SEA方法, FE-SEA混合方法综合考虑了复合材料层合板边界条件和详细得几何特征,不仅可以准确地计算复合材料层合板的固有特性,而且使得传声损失结果在全频带内与试验值吻合得更好。因此建立的二维等效FE-SEA混合模型可以准确预示复合材料层合板在湍流脉动噪声激励下的传声损失。     

蜂窝层合板结构的隔声特性研究

通过理论建模,着重分析了蜂窝层合板的结构参数对隔声性能的影响。考虑简谐声波垂直入射,基于波传递理论和传递矩阵,引入蜂窝特性阻抗建立蜂窝传声理论模型。通过对理论模型的精度分析,研究了蜂窝层合板结构的芯层厚度、面板厚度、等效杨氏模量等参数对层合板传声特性的影响。由数值分析可知,与传统的理论模型相比,该理论模型相对较简洁,而且精度能满足一般工程要求;其次,芯层厚度、面板厚度以及面板密度对蜂窝层合板结构的传声损失影响较大。     

单层隔声窗传声损失的分析

利用有限元和边界元方法建立了单层隔声窗传声损失(TransmissionLoss)的分析模型,在此基础上分析了不同厚度玻璃的隔声性能。研究表明隔声窗在低频附近传声损失曲线显示振荡的特性,在中频附近则显示平稳的增长趋势,玻璃厚度的增加同样会增加隔声窗的隔声性能。     

缝合/RTM复合材料层合板的力学性能研究

分别采用高强玻璃纱、Kevlar-29纤维和T300 3K纤维为缝合线对玻璃纤维方格布进行缝合,研究了缝合/RTM复合材料层合板的面内拉伸性能和层间剪切性能.研究结果表明,与未缝合复合材料层合板相比,缝合复合材料层合板面内拉伸性能有所降低(碳纤维缝合复合材料除外),在给定缝合密度下最大降幅为14%;缝合复合材料层合板的层间剪切性能较未缝合层合板都有不同程度的提高,在给定缝合密度下最大达到了40%,缝合可显著提高复合材料层合板的层间性能.     

传递矩阵法的排气消声器声学性能分析

以某型号的汽车排气消声器为对象,研究其声学性能。由传递矩阵法划分消声器的基本消声单元,并分析消声单元的传递矩阵,得到消声器总的传递矩阵,从而建立该消声器的声学模型。应用Matlab软件编程计算得到消声器的传递损失频率特性。应用有限元仿真软件Fluent和Sysnoise对消声器进行仿真计算,得到准确的传递损失频率特性。通过比较两种方法得到的结果,验证基于传递矩阵法建立的声学模型的准确性,为消声器的优化和改进提供依据。     

抗性消声器插入损失的传递矩阵计算方法

本文阐述了传递矩阵法在抗性消声器设计中的应用，对典型元件的传递矩阵进行了推导，并导出插入消声器的计算公式，可以对设计的消声器进行计算与推测，实际工程中因此能减少反复与浪费。     

复合材料层合板脱层诊断的实验研究

利用动态特性对复合材料层合板的脱层损伤进行无损检测,是一种方便、实用的方法.复合材料层合板发生脱层损伤时,其内部微观结构、应力分布以及材料性能参数都会发生变化,这些变化会引起材料的动态特性发生显著的变化.因此,分别研究层合板在健康状态下和损伤状态下的动态特性,就可以分析建立脱层损伤的诊断知识规则.     

含脱层纤维增强复合材料层合板在湿热环境下的屈曲分析

依据复合材料细观力学研究了含脱层的正交各向异性复合材料层合板的力学性能与温度和湿度的关系,在宏-细观力学模型框架下建立了考虑湿热效应的屈曲控制方程,利用空间上分离变量的方法求解了控制方程,得到满足连续性条件和边界条件的控制方程的解。通过含脱层的复合材料层合板的屈曲数值算例,综合讨论了几何参数、材料参数和湿热环境等多方面的参数变化对含脱层的正交对称铺设复合材料层合板的临界屈曲载荷的 影响。     

透声复合船体板结构的声学性能分析

建立了垂直入射时复合船体板结构中前行波和回行波声压幅值在层间的传递矩阵,计算了该类复合结构的透声系数,并对典型夹芯板结构进行了分析,指出对于阻抗匹配层要降低材料的损耗因子,而对于阻抗失配层要降低厚度,才能显著提高复合板结构的透声性能,有助于水声复合材料的设计以及声学试验的数值验证。     

泡沫铝复合结构传递损失分析

泡沫铝作为一种新型功能材料,具有吸声、减振的优良性能。将泡沫铝材料与基板组合成复合结构,分析该复合结构的隔声性能,与该复合结构的传递损失计算方法。用数值计算分析不同厚度的泡沫铝对复合结构的传递损失的影响,并进行实验验证。结果表明,双层复合板传递损失的实验值与理论预测吻合性较好,泡沫铝层厚度对复合结构的传递损失影响较大。     

单层薄板在共振频率区隔声性能的有限元分析

用有限元分析方法计算了圆形薄板在夹持和自由放置等情况下的振动模态，揭示了单层板在共振区隔声量下降的机制，并计算出试样在共振区的隔声量，与实验结果符合良好。最后提出了声管隔声量测试中低频段应注意的若干问题。     

Sound Transmission Loss Prediction of the Composite Fuselage with Different Methods

Increase of sound transmission loss(TL) of the fuselage is vital to build a comfortable cabin environment. In this paper, to find a convenient and accurate means for predicting the fuselage TL, the fuselage is modeled as a composite cylinder, and its TL is predicted with the analytical, the statistic energy analysis (SEA) and the hybrid FE&SEA method. The TL results predicted by the three methods are compared to each other and they show good agreement, but in terms of model building the SEA method is the most convenient one. Therefore, the parameters including the layup, the materials, the geometry, and the structure type are studied with the SEA method. It is observed that asymmetric laminates provide better sound insulation in general. It is further found that glass fiber laminates result in the best sound insulation as compared with graphite and aramid fiber laminates. In addition, the cylinder length has little influence on the sound insulation, while an increase of the radius considerably reduces the TL at low frequencies. Finally, by a comparison among an unstiffened laminate, a sandwich panel and a stiffened panel, the sandwich panel presents the largest TL at high frequencies and the stiffened panel demonstrates the poorest sound insulation at all frequencies.     

Field-Circuit Hybrid Method for Magnetic Actuator Using a Laminate Composite

The magnetic actuator using a laminate composite of piezoelectric (PZT) and magnetostrictive materials (MM) achieves active control of magnetic force without Joule heat loss. To study its characteristics, the field-circuit hybrid method is proposed based on the equivalent magnetic circuit and the finite element analysis (FEA) of piezoelectric and magnetic fields. The strain of laminate composite under different voltage is obtained through the piezoelectric FEA. On the basis of magnetostrictive equation, the MM branch in the magnetic circuit of the actuator is transformed equivalently, the work point of the actuator is determined, and the corresponding FEA model of magnetic analysis is then set up. The relationships between magnetic force, gap, and voltage are discussed by the hybrid method, which can be expanded into the design and analysis of the magnetostrictive actuator and sensor to improve simulation efficiency and precision.      

梁模型三明治板的隔声预报

提出一种针对有限大三明治蜂窝板的隔声预报方法。在一定条件下,三明治蜂窝板被看成是正交各向异性的,通过对蜂窝板正交方向上切割下来梁的简单测 试,可以得到三明治蜂窝板的等效刚度,结合正交各向异性板的振动方程,把板的振动展开成模态叠加的形式并求解,最终可以得到一块有限大三明治蜂窝板的理论隔声公式,理论预报结果与实验室测量结果对比良好。     

用相位共轭法进行平板辐射声场的识别

基于相位共轭方法采用数值方法对平板辐射声场进行识别和重构,采用不同的阵列形式重构了平板的法向速度,辐射声功率以及声强。数值计算结果表明：在近场基于声压梯度测量使用偶极子源的平面相位共轭阵列形式对声场重构的效果最好,并能准确识别平板的法向速度,辐射声功率以及声强。相位共轭方法具有测点少,可自然使用局部重建方法,不存在解不稳定问题等优点,具有很好的应用前景。     

驻波管中测量声学材料的隔声量

在驻波管中用双传声器法测量声学材料的隔声性能。通过测量不同背衬条件（即待测样品的后表面阻抗）下对应的前表面阻抗,可以求解与传递矩阵四个元素相关的中间变量,即可计算声学材料的隔声量。在驻波管中进行了单层多孔均匀材料、双层和三层复合非均匀材料的隔声性能测量,通过与四传声器法直接测量结果的对比,验证了采用双传声器法间接测量声学材料的隔声量是可行的。