復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)振動(dòng)和傳聲特性研究.pdf

1、現(xiàn)代復(fù)合材料因其剛度大、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕，并且具有抗疲勞、耐高溫和可設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航天飛機(jī)、交通運(yùn)輸工具、建筑物和機(jī)械零件的設(shè)計(jì)制造之中。夾芯結(jié)構(gòu)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代，二戰(zhàn)后得到廣泛關(guān)注。夾芯結(jié)構(gòu)可以看作一種特殊的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其主要是由兩層或多層面板間添加單層或多層層芯來(lái)制成的，其質(zhì)量輕、剛度大以及散熱性好等優(yōu)點(diǎn)，在艦船、汽車和航天飛機(jī)的外殼結(jié)構(gòu)中屢屢能看見(jiàn)其身影。在國(guó)內(nèi)，復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的發(fā)展應(yīng)用與船舶工業(yè)有著密不可分

2、的關(guān)系。
　　本文分別基于經(jīng)典層合板理論及一階剪切變形理論推導(dǎo)了復(fù)合材料層合板的剛度矩陣、振動(dòng)控制方程和四邊簡(jiǎn)支條件下幾種特殊鋪設(shè)情況下的層合板固有頻率解析表達(dá)式，并探究了任意鋪設(shè)角度下，層合板邊長(zhǎng)比與結(jié)構(gòu)固有頻率的關(guān)系?；谝浑A剪切層合板理論，推導(dǎo)
　　了四邊形四節(jié)點(diǎn)層合板單元。利用FORTRAN語(yǔ)言編寫(xiě)了四邊形四節(jié)點(diǎn)有限元程序，并對(duì)層合板進(jìn)行了靜力分析和模態(tài)分析，分析了不同激勵(lì)頻率下，層合板的動(dòng)力響應(yīng)特點(diǎn)。
　　文

3、章最后，文章以含空腔的夾芯結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，研究結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其傳聲特性的影響。首先，假設(shè)夾芯結(jié)構(gòu)的上、下面板是相同的，在研究結(jié)構(gòu)的傳聲特性時(shí)不考慮上、下面板差異性的影響。其次，建立了面板為均質(zhì)板的含空腔夾芯結(jié)構(gòu)的傳聲理論模型，推導(dǎo)了四邊簡(jiǎn)支條件下，一平面簡(jiǎn)諧波以（φ，θ)入射夾芯板時(shí)，夾芯板的傳聲系數(shù)表達(dá)式。最后，運(yùn)用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)，并探究了聲波俯仰角和面板厚度對(duì)夾芯結(jié)構(gòu)傳聲性能的影響。此外，進(jìn)一步對(duì)面板為層合板的含空腔夾芯結(jié)構(gòu)的傳聲

4、理論模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，文中取層合板的鋪層方式為特殊正交鋪設(shè)，且假設(shè)夾芯結(jié)構(gòu)的上、下面板的鋪層物理和鋪層幾何均相同，在四邊簡(jiǎn)支條件下傳聲損失表達(dá)式推導(dǎo)過(guò)程與均質(zhì)雙板夾芯結(jié)構(gòu)相似，最后用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)并探究了聲波俯仰角、面板厚度及面板分層數(shù)對(duì)含空腔雙層合板夾芯結(jié)構(gòu)傳聲損失的影響。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)對(duì)小俯仰角聲波隔聲能力更好;隨著面板板厚增加一倍，結(jié)構(gòu)在低頻入射聲波下隔聲量增加20dB;相同鋪層次序和面板厚度的情況下，面板層數(shù)增多會(huì)提高結(jié)構(gòu)隔聲