柴油机机体声辐射模态特性分析

本文首先从结构振动模态理论的角度，论述了结构振动与声辐射之间的基本耦合关系，提出声辐射模态的有关理论，用结构的声辐射模态参数来表征结构本身的固有声辐射特性。兢后将该理论应用于柴油机机体的声辐射特性分析。     

PVDF声辐射模态传感器设计中的关键问题研究

利用分布式位移传感材料PVDF薄膜设计声辐射模态传感器,通过检测低阶辐射模态的幅度以获得结构近似的辐射声功率。基于声辐射模态理论和PVDF传感模型,推导了PVDF形状系数理论公式,对设计中的关键问题进行了研究,得出PVDF的形状系数和结构振动模态选取的通用准则,提出分频段设计法解决了形状系数和结构振动模态之间在选取上的矛盾,在此基础上对PVDF传感器进行了优化设计并给出了PVDF对的中心线取值的一般规律,利用声辐射模态的嵌套特性使得输出电荷的放大倍数与频率呈线性关系,并通过实例仿真验证了文中结论。     

自适应声学结构中基于声辐射模态的有源控制策略

研究了结构振动模态和声辐射模态之间的对应关系,并利用该关系建立了一种新的自适应声学结构有源控制策略,即引入单个或多个次级结构抵消初级结构振动模态对应的主导声辐射模态,使得主导辐射模态的声功率最小,从而控制总辐射声功率。研究结果表明:利用该控制策略,只需引入4个次级板同时抵消结构前4阶辐射模态的声功率,即可控制结构所有振动模态的声辐射,在宽频带范围内取得满意的控制效果。     

阻尼板复模态对超声速声强和声功率的影响

为了研究和揭示阻尼板的声辐射特性,本文计算分析了非均匀阻尼板复模态的超声速声强和复模态振型复杂度。以复模态复杂性指标来表征非均匀阻尼板的复模态复杂度,计算分析了不同阻尼敷设面积、不同阻尼分布型式以及不同阻尼比等情况下具有不同复模态复杂度的阻尼板的复模态及其超声速声强。讨论了复模态复杂度与辐射声功率之间的关系,针对复模态复杂性指标和复模态声辐射指数表征复模态声辐射特性的不足,提出了复模态声辐射复杂度指标来表征复模态声辐射的复杂程度和特性。研究结果表明:阻尼板复模态超声速声强显示的板表面对远场声辐射有贡献的热点区域与无阻尼板实模态超声速声强显示的角模态和边模态是一致的;当复模态复杂度很大时,超声速声强图像的热点区域会变小或者稍显模糊,而且可能出现除边角热点外的强度较低的热点区域;复模态声辐射复杂度指标越高,该复模态的声辐射能力就越弱。     

有限长加筋双层圆柱壳低阶模态声辐射性能分析

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.     

应力参数对圆柱壳声辐射影响的初探

对加筋圆柱壳由于肋骨数目改变所引起的结构应力参数变化对辐射噪声的影响进行了探索．运用Ansys软件建立不同结构参数的加筋圆柱壳有限元模型，计算了模型在激振力作用下的耦合振动响应，提取结构表面的位移，在Sysnoise软件中计算各种声学物理量．得到了各工况下模型在水下受激振动时的结构表面速度、水中辐射声压和辐射声功率等分布规律．找出了肋骨数目改变引起的结构应力参数与加筋圆柱壳振动和结构声辐射之间的关系，对舱段结构振动与噪声的控制有重要的参考意义．     

水下部分覆盖阻尼材料圆柱壳的声辐射性能

利用模态展开技术和Green函数法研究了部分敷设阻尼材料的有限长圆柱壳在流场中的声辐射特性。圆柱壳两端简支，并连有无限长的刚性圆柱障板；阻尼覆盖层用无质量的粘弹性弹簧模拟。在圆柱壳的模态运动方程中，外流场和阻尼覆盖层都会导致强烈的模态耦合效应。计算了圆柱壳表面的辐射声功率和辐射声压，讨论了阻尼覆盖层面积对声辐射的影响。结果表明圆柱壳部分覆盖阻尼层后，由于声漏效应，壳体声辐射与光壳相比会增强。     

基于波叠加法的结构声辐射形状优化研究

基于有限元法和波叠加法,结合遗传算法实现了结构声辐射形状优化设计。用有限元法计算结构振动响应,波叠加法计算结构声辐射功率,以一组结构模态振型叠加重构结构表面形状解决了结构形状难以参数化的问题,并以每阶模态振型权系数为设计变量,声辐射功率为设计目标,采用遗传算法优化配置每阶模态振型权系数获得最优结构形状,以达到声辐射功率最小的目的。数值算例表明,该方法可以较好地降低结构声辐射功率。     

有限长圆柱壳体声辐射特性影响因素研究

以水下简支薄壳为研究对象，对外力激励下有限长圆柱壳体声辐射特性的影响因素进行了研究.考虑有限长圆柱壳体与声场之间的互耦合，并讨论它们之间的互辐射阻抗对壳体的辐射声压级和表面振动均方速度级的影响，着重分析了壳体的纵横比以及材质对圆柱壳体声辐射特性的影响.数值计算结果表明,结构与声场之间的互辐射阻抗对壳体的辐射声压级有一定的影响，但是对表面振动均方速度级的影响很小；壳体厚度对声辐射特性的影响比长度对声辐射特性的影响更为明显；材质对声辐射特性的影响是不可忽略的因素.     

结构声辐射的微元算法

本文提出了一种适用于不同材料特性、结构形状和边界条件的薄壳结构声辐射的计算新方法,并开发了计算机软件。在有限元分析结构表面振动速度分布基础上,将每个单元划分为若干微元,这可视振动体为无数微小活塞组合,每个微元上的振动速度和各点声压相同。由计算每个微元的声压及声功率后叠加得到整个结构的声压及声功率。算例对比表明,本方法在计算精度和速度上取得了令人满意的结果。     

Analysis of acoustic radiation mode in time domain

The acoustic radiation mode of plane, whose radiating operator is constructed by Rayleigh integral, is investigated in the time domain and its physical meaning is given. The relationship between the acoustic radiation modes of time domain and frequency domain is discussed. It is verified that the acoustic radiation modes are the natural property of the radiator and they can be obtained by different methods. These time domain radiation modes, whose shapes are only dependent on the geometry size and shape of the radiator, can radiate sound power independently. Especially, the first time domain radiation mode accounts for most of the sound radiation. All these simplify the calculation and control of the structure-borne sound power. Based on these observations, the sound power radiated from the vibrating plate is estimated by the time domain radiation mode for verifying the proposed method. The influence factors on the estimating accuracy in different conditions are discussed. Supported by the Senior Qualified Personnel Research Foundation of Jiangsu University (Grant No. 07JDG070) and the Social Development Foundation of Zhenjiang (Grant No. SH2008015)     

周期加筋及条形阻尼对薄板声辐射特性的影响

采用有限元和边界元的算法,对薄板采用不同的加筋及条形阻尼的处理方式进行了仿真计算。结果表明：薄板采用单向及双向加筋的处理方式,能有效减小结构的模态密度,降低低频结构声辐射,但对于中高频段的结构声辐射并没有起到降低的作用;通过加单向和双向条形阻尼的处理方式,能在全频段内有效降低结构声辐射,但由于整体结构刚度较小,其降低结构声辐射的效果有限;而薄板采用混合加筋及条形阻尼的处理方式,其降噪效果最为明显。     

LF520车室声腔模态分析

采用Hypermesh软件建立了某车型的室内声场有限元模型,用SYSNOISE软件对该有限元模型进行自由模态分析,得到声场的各阶模态频率和振型,将声模态分析结果与汽车内外部的激励源频率特性进行对比,为改善车内声学特性,对车内噪声预测提供了参考。     

冰箱压缩机壳体噪声辐射数值分析

为了降低冰箱压缩机的噪声，并进一步优化壳体的声学特性，利用数值模拟方法，对壳体的振动特性和噪声辐射的影响因素进行了研究.在壳体模态分析的基础上，分析了泵体支撑方式、壳体形状、厚度和阻尼等不同壳体参数对壳体噪声辐射的影响，结果表明，泵体与壳体采用底部支撑方式联接、上壳体采用大的圆角半径、增大壳体壁厚、增大阻尼等均能降低壳体的噪声辐射.运用流固耦合有限元方法，计算了在不同润滑油量下壳体的耦合模态，以及壳体在单点激励下的远场辐射，结果表明，第5阶和第10阶固有频率随着油面高度的增加呈下降趋势；壳体在1 000～2 000 Hz的噪声辐射其峰值随着油面高度的升高逐渐增大，并逐渐向高频移动，实验结果与理论分析相一致.     

使用动力吸振器降低轴系纵振引起的水下结构辐射噪声研究

以带有推进轴系的单层锥柱结合壳体为研究对象,用FEM/BEM方法计算轴系纵振激励导致的结构水下振动与声辐射响应.为了降低结构水下辐射噪声,在推进轴系上安装动力吸振器,分析了动力吸振器质量、阻尼和个数对水下结构辐射噪声特性的影响.数值计算结果表明,动力吸振器的减振效果具有较强的频率选择性,吸振频率相同的条件下,可以通过增加动力吸振器的质量、阻尼和吸振器的个数来改善水下结构的辐射噪声.     

轻型商用车驾驶室声场特性分析

建立了驾驶室的三维有限元模型,并进行了结构模态分析;建立了驾驶室声学有限元模型以及声固耦合模型,通过对其声学模态及耦合模态进行分析,对驾驶室声场有了初步了解.对驾驶室进行谐响应分析,得到位移结果文件,为后续声场分析提供了边界条件。利用Sysnoise声学软件计算驾驶员耳旁声压曲线,并进行声学灵敏度分析,深入研究引起驾驶室内噪声的原因。采用边界元法分析了驾驶室各板件声学贡献,确定了地板为声学贡献量最大的板件。在以上研究的基础上,通过加强地板刚度对驾驶室进行修改。     

空间结构模态局部化和跃迁现象及分析

空间结构模态局部化和跃迁现象及分析对空间结构模态局部化和跃迁现象进行了研究.通过某空间结构平面子结构的模态分析算例,证明了模态局部化和跃迁现象的存在.利用矩阵摄动理论揭示了2种现象的发生机理,得到空间结构模态局部化和跃迁现象发生的内因是结构自振频率的密集分布,外因是结构物理参数的微小变化.并阐述了2种现象对空间结构抗震计算和损伤识别的重要影响.指出忽略模态局部化现象进行的网壳结构抗震计算可能是偏于不安全的,掌握并利用好模态局部化和蹶迁现象,可能成为解决网壳结构损伤识别问题的一条有效途径。