碳纖維殼體Ⅳ型彎張換能器研究.pdf

1、碳纖維復(fù)合材料是一種新興的高強(qiáng)度、輕質(zhì)材料，將其應(yīng)用于低頻、大功率水聲換能器及基陣設(shè)計(jì)，可有效減小換能器及基陣重量，有利于改進(jìn)水聲換能器頻率、帶寬及聲輻射性能。
　　本文主要工作是對(duì)碳纖維復(fù)合材料殼體Ⅳ型彎張換能器進(jìn)行研究。首先針對(duì)碳纖維復(fù)合材料的構(gòu)成方式及材料特性，介紹有限元軟件ANSYS對(duì)該種材料結(jié)構(gòu)的仿真方法，并設(shè)計(jì)了碳纖維圓管振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比仿真和實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)，驗(yàn)證軟件對(duì)該種材料仿真計(jì)算的準(zhǔn)確性。
　　然后利用ANSY

2、S軟件分析了碳纖維復(fù)合材料橢圓殼體的振動(dòng)模態(tài)、等效彎曲剛度等問(wèn)題，并與同尺寸鋁橢圓殼進(jìn)行對(duì)比，了解兩種材料殼體的性能差異。在軟件中計(jì)算碳纖維材料橢圓殼體在短軸單側(cè)激勵(lì)下的振動(dòng)頻率，同時(shí)對(duì)殼體進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試，對(duì)比驗(yàn)證殼體性能。
　　最后在ANSYS中，建立了相同尺寸的碳纖維材料殼及鋁殼Ⅳ型彎張換能器虛擬樣機(jī)，計(jì)算換能器諧振頻率及聲輻射性能等數(shù)據(jù)。并對(duì)兩種材料殼體的換能器樣機(jī)進(jìn)行了制作和測(cè)試。結(jié)果顯示，在結(jié)構(gòu)尺寸相同時(shí)，碳纖維殼體Ⅳ型