圓柱殼體的振動(dòng)與聲輻射.pdf

1、現(xiàn)代城市軌道交通的飛速發(fā)展給沿線居民的生活帶來了不可避免的環(huán)境振動(dòng)和噪聲污染問題。隨著人們對(duì)生活環(huán)境要求的不斷提高，這一問題越來越引起有關(guān)部門的重視。對(duì)于軌道交通中的高架橋，廣泛使用的橋梁截面形式為箱形。這種結(jié)構(gòu)形式有類似于音樂器材鼓的特性，在列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的低頻結(jié)構(gòu)噪聲污染非常嚴(yán)重。 箱形梁的振動(dòng)引起聲輻射問題本質(zhì)上是結(jié)構(gòu)流固耦合聲輻射問題。這一問題一直是結(jié)構(gòu)聲學(xué)和控制領(lǐng)域的前沿問題，也是各國(guó)學(xué)者公認(rèn)的難點(diǎn)問題。工程上，兩端開

2、口的箱形結(jié)構(gòu)由四塊板組成，板的厚度相對(duì)于箱形梁的長(zhǎng)度和寬度來說較小，在理論上可以簡(jiǎn)化為薄壁板殼。在分析和處理上，箱形截面的薄壁殼體比起圓柱殼體要復(fù)雜得多，也困難得多。而在實(shí)質(zhì)上，二者的振動(dòng)致聲問題都屬于流固耦合問題。所以，一方面為了研究的方便，另一方面為了給高架軌道箱形梁結(jié)構(gòu)噪聲的研究工作打下一定的基礎(chǔ)，本文以圓柱殼體為研究對(duì)象，主要做了如下工作： 1．簡(jiǎn)要介紹萊斯納理論下薄殼振動(dòng)的基本方程和圓柱殼體振動(dòng)的基本方程。指出不同的薄

3、殼振動(dòng)理論之間只有較小量級(jí)的差別。 2．利用有限元軟件對(duì)一兩端封口的圓柱殼體進(jìn)行了模態(tài)分析，得到了的各階頻率和對(duì)應(yīng)的振型。從振型上看，圓柱殼體自由振動(dòng)時(shí)的振型可以分為軸向振型、殼彎曲振型、梁彎曲振型和扭轉(zhuǎn)振型等。 3．采用Kennard殼體振動(dòng)理論，應(yīng)用波數(shù)域法得到了內(nèi)外充滿空氣的無限長(zhǎng)圓柱殼體在單個(gè)固定簡(jiǎn)諧荷載作用下的波數(shù)域速度，然后運(yùn)用數(shù)學(xué)中的穩(wěn)相法得到了該類殼體遠(yuǎn)場(chǎng)聲輻射的解析表達(dá)式。 4．通過數(shù)學(xué)編程得到