基于結構-聲學靈敏度的薄殼件輻射噪聲控制研究.pdf

1、噪聲是一類引起人煩躁、或音量過強而危害人體健康的聲音?，F(xiàn)代社會工業(yè)化進程不斷加快，高速度、大功率的設備不斷增多，這些設備所產(chǎn)生的噪聲逐漸引起人們的重視。當噪聲達到一定的級別就形成了噪聲污染，噪聲污染己被認定為四大環(huán)境污染之一。隨著人們物質條件、生活水平的上升，對自身所處環(huán)境的要求也越來越高。人們對汽車產(chǎn)品的要求已經(jīng)不是簡單的功能性要求了，而是要更加安靜、舒適、有駕駛樂趣，這與汽車的振動噪聲控制密切相關。如何降低噪聲已成為噪聲控制領域的重

2、要研究內容。
　　 噪聲是由于物體振動而產(chǎn)生的，對噪聲的控制大致可從兩個方面入手：一是從源頭上減小物體振動，降低振動能量；二是利用吸音、隔振材料將噪聲與人耳隔離。本文主要研究基于結構－聲學靈敏度的薄殼構件結構－聲學優(yōu)化，從優(yōu)化設計角度減少薄殼構件結構振動，控制薄殼構件輻射噪聲。
　　 論文主要研究工作如下：
　　 (1)介紹了有限元法和邊界元法聯(lián)合求解結構－聲學問題的基本理論；推導了結構－速度靈敏度、速度－聲壓靈

3、敏度、速度－聲功率靈敏度計算公式，為后續(xù)解決工程問題提供了基本理論與分析方法。
　　 (2)用三維建模軟件UG抽取某微型車油底殼中面，得到油底殼的片體模型，并以iges格式導入Hypermesh軟件進行網(wǎng)格劃分；用Nastran對殼體進行模態(tài)分析與模態(tài)靈敏度計算，得到了結構的模態(tài)參數(shù)與模態(tài)靈敏度；在殼體上施加已知載荷，分析了其表面的振動速度分布情況，發(fā)現(xiàn)結構表面速度分布不均勻，局部區(qū)域會振動偏大，振動速度大的區(qū)域必定會產(chǎn)生較大的

4、噪聲。
　　 (3)用Nastran計算了殼體的結構－速度靈敏度；將Nastran輸出的結構－速度靈敏度導入Sysnoise，再將殼體模型與結構－速度靈敏度相關聯(lián)建立邊界元模型，進行結構－聲壓靈敏度、結構－聲功率靈敏度分析，得到各個激振頻率下的聲學響應，發(fā)現(xiàn)模型在1000Hz、1500Hz、2000Hz處出現(xiàn)明顯的響應峰值。
　　 (4)在結構－聲學靈敏度分析的基礎上，利用Isight軟件集成Nastran、Sysnoi

5、se，對殼體模型進行了優(yōu)化。分別研究了單點多頻率激勵下的結構－聲學優(yōu)化設計、多頻率激勵下的輕量化設計、多頻率激勵下的多目標優(yōu)化等問題，得到了不同的優(yōu)化結果；通過云圖對比，表明優(yōu)化后的模型具有更好的聲學性能。
　　 本文以國內某微型車油底殼為實際研究對象，從其模態(tài)分析、模態(tài)靈敏度分析、發(fā)動機激勵下的結構表面振動特征分析、設計域點聲壓分析以及設計域點的結構－聲學靈敏度分析等方面展開研究。建立了一套以降低設計域點聲壓級峰值為目的，修改