復合材料夾芯結構振動和傳聲特性研究.pdf

1、現(xiàn)代復合材料因其剛度大、強度高、質量輕，并且具有抗疲勞、耐高溫和可設計等優(yōu)點，被廣泛應用于航天飛機、交通運輸工具、建筑物和機械零件的設計制造之中。夾芯結構最早出現(xiàn)于20世紀40年代，二戰(zhàn)后得到廣泛關注。夾芯結構可以看作一種特殊的復合材料結構，其主要是由兩層或多層面板間添加單層或多層層芯來制成的，其質量輕、剛度大以及散熱性好等優(yōu)點，在艦船、汽車和航天飛機的外殼結構中屢屢能看見其身影。在國內，復合材料夾芯結構的發(fā)展應用與船舶工業(yè)有著密不可分

2、的關系。
　　本文分別基于經典層合板理論及一階剪切變形理論推導了復合材料層合板的剛度矩陣、振動控制方程和四邊簡支條件下幾種特殊鋪設情況下的層合板固有頻率解析表達式，并探究了任意鋪設角度下，層合板邊長比與結構固有頻率的關系。基于一階剪切層合板理論，推導
　　了四邊形四節(jié)點層合板單元。利用FORTRAN語言編寫了四邊形四節(jié)點有限元程序，并對層合板進行了靜力分析和模態(tài)分析，分析了不同激勵頻率下，層合板的動力響應特點。
　　文

3、章最后，文章以含空腔的夾芯結構為研究對象，研究結構參數(shù)對其傳聲特性的影響。首先，假設夾芯結構的上、下面板是相同的，在研究結構的傳聲特性時不考慮上、下面板差異性的影響。其次，建立了面板為均質板的含空腔夾芯結構的傳聲理論模型，推導了四邊簡支條件下，一平面簡諧波以（φ，θ)入射夾芯板時，夾芯板的傳聲系數(shù)表達式。最后，運用MATLAB編程實現(xiàn)，并探究了聲波俯仰角和面板厚度對夾芯結構傳聲性能的影響。此外，進一步對面板為層合板的含空腔夾芯結構的傳聲

4、理論模型進行簡化，文中取層合板的鋪層方式為特殊正交鋪設，且假設夾芯結構的上、下面板的鋪層物理和鋪層幾何均相同，在四邊簡支條件下傳聲損失表達式推導過程與均質雙板夾芯結構相似，最后用MATLAB編程實現(xiàn)并探究了聲波俯仰角、面板厚度及面板分層數(shù)對含空腔雙層合板夾芯結構傳聲損失的影響。結果表明，結構對小俯仰角聲波隔聲能力更好;隨著面板板厚增加一倍，結構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)增多會提高結構隔聲