类手性拉胀型声学超结构的设计及隔声特性研究

为满足航空航天、船舶海洋、土木建筑等领域对轻质多功能结构的迫切需求,本文设计了一种兼具轻量化、高承载和具有优异隔声性能的新型声学超结构。基于声子晶体及声学超材料的设计思想,提出了一种新型类手性拉胀型声学超结构,采用局域共振理论,建立了多层复合谐振局域共振型声子晶体的数值模型,通过与已有结果对比,验证了模型的准确性。基于此,研究了结构在变结构参数条件下的传声损失特性,以及杨氏模量、泊松比等材料参数对结构隔声性能的影响。研究发现：采用多重复合谐振型局域共振声子晶体与橡胶框架进行错层排列,并设置弧度边界,可以同时保障声学和力学性能,并进一步分析了材料、布局对隔声效果的影响。研究结果可为新型轻质隔声结构的设计提供理论参考。     

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。     

基于SYSNOISE的环境敏感点声屏障设计仿真研究

声屏障是降低交通噪声等流动性声源的一种有效而经济的方法.通过分析声屏障的降噪原理,研究和探讨不同声源状况的声屏障插入损失计算模型以及城市主干道声屏障的声学设计方法,选择噪音超标的校园作为研究对象,根据得到的插入损失计算模型对所选校园设计出相应的声屏障,并对声屏障进行验证,结果表明所设计的声屏障具有良好的隔声降噪效果.     

变电站声屏障降噪效果及影响因素分析

噪声污染已成为变电站最重要的环境问题之一,对变电站噪声进行分析与控制备受关注.设置声屏障是变电站重要的降噪措施之一,其结构尺寸及安置位置都会影响隔声效果.通过研究声屏障的隔声传声损失理论,以220kV变电站为研究对象,分析了声屏障高度及在变电站内的安设位置与隔声损失的关系,并对加不同吸声材料以及安设多个屏障时的隔声效果进行了研究.仿真结果表明,声屏障应安置在敏感点或声源附近,应根据噪声控制的需要选择性价比最高的高度,为了达到更好的降噪效果可在声屏障上加低频吸声系数高的吸声材料.由于变电站站内主控楼在一定程度上起到了阻碍噪声传播的作用,可看作屏障.对声屏障隔声损失的分析可为变电站建筑布局以及设置声屏障提供一定依据.     

可实现宽频隔声的全向通风铁路声屏障

针对现有铁路声屏障通风性能差和自重大的问题,提出新型铁路声屏障设计. 该结构是由螺旋通道和中空通路相互组合的超单元并联形成的,基于Fano共振机理实现螺旋通道和中空通路之间的耦合,能够对特定频带的声波能量实现高效阻隔,具有厚度薄、自重小、通风性能好等优点. 分析超单元结构对斜入射声波的隔离效果,对超单元结构进行参数优化分析,研究超单元数量对设计声屏障隔声性能的影响,对超单元结构进行实验验证. 研究结果表明,该结构可以对不同角度入射的声波实现宽频隔离;参数优化后的超单元结构可以有效控制轮轨噪声主频,已达到实际应用要求;超单元数量不会对声屏障的隔声性能产生影响;仿真与实验结果具有较高的一致性.     

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．     

加筋板在热声载荷作用下随机疲劳寿命估算

薄壁结构在热声载荷作用下的应力响应对其疲劳寿命估算有着很大的影响。给出了热声载荷作用下加筋板结构的大挠度运动方程,运用有限元方法进行数值模拟,分别计算了四边简支薄壁板与加筋板在相同有限带宽高斯白噪声载荷和变化温度下的应力响应,得到了应力时间历程、应力概率密度分布和应力功率谱密度,利用改进的雨流计数法,结合线性累计损伤理论,采用Smith-Watson-Topper(SWT)平均应力模型估算了两种结构在热声载荷作用下的疲劳寿命,并进行了比较分析。     

应用统计能量分析计算墙体隔声的初探

应用统计能量分析(StatisticalEnergyAnalysis,简称SEA)理论对墙体隔声计算进行研究,将"房—墙—房"隔声系统划分为若干子系统,建立相应的统计能量分析隔声模型。在系统中利用声功率平衡矩阵方程和考虑房间与墙体、房间与房间的耦合关系,推导出声源室和受声室之间吻合时和非吻合时的声压级差的计算方法。同时介绍了相应的隔声测试方法和实验仪器,实验结果表明:与应用质量定律进行隔声计算相比,应用统计能量分析的进行隔声计算方法更精确、可靠。这是由于统计能量分析模型能反映出吻合效应、构造、材料等对隔声量的影响。     

舰船板梁结构高速侵彻时的数值仿真实践

对板梁结构侵彻问题,指出采用等效板模型及线性强化材料假设的传统计算方法存在的问题。从材料的动态性能入手,分析了撞击速度、靶板厚度等对结构动态响应的影响。研究了加筋板结构模型的具体仿真实现,给出了非线性动力学的理论介绍,主要的实现方法和相应的仿真结果,检验了ANSYS／LS－SYNA接触算法的可靠性,证明采用数值仿真研究高速侵彻问题是可行的。     

板声传输主动控制辐射模态控制方法研究

为了使结构的低频强迫传声得到控制,研究了基于声辐射模态的结构声传输主动控制方法.提出了结构振动模态和声辐射模态之间的对应关系式,据此在解耦的独立模态空间建立了声辐射模态控制方程.通过基于H∞控制律的控制仿真计算,验证了使用声辐射模态控制方程进行结构声传输主动控制的有效性.相对于独立模态空间控制方程,声辐射模态控制方程在低频结构传声损失的控制上有明显的优势.