層合板基頻與聲功率雙目標(biāo)優(yōu)化及靜力學(xué)分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代航空航天工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)飛行器提出了強(qiáng)動(dòng)力、低噪聲、高載荷的要求，這意味著結(jié)構(gòu)的聲振性能和承載能力面臨更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。復(fù)合材料層合板因其有較好的比強(qiáng)度、比剛度和抗疲勞性、可設(shè)計(jì)性一系列優(yōu)異性能，使其在航空航天工業(yè)應(yīng)用廣泛。在工程實(shí)踐中，層合板結(jié)構(gòu)必然會(huì)因受到外部激勵(lì)而產(chǎn)生振動(dòng)從而向外界發(fā)生聲輻射，并且層合板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)易導(dǎo)致航空結(jié)構(gòu)發(fā)生變形。因此分析層合板的聲學(xué)和振動(dòng)特性及其承載能力，進(jìn)而進(jìn)一步推動(dòng)其在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用。目前

2、多數(shù)學(xué)者只是選取幾種特殊的纖維鋪設(shè)角度進(jìn)行層合板結(jié)構(gòu)性能研究，這極大限制了層合板設(shè)計(jì)的靈活度。因此本文針對(duì)不同鋪層角度條件下的層合板的振動(dòng)特性、聲輻射特性及其承載能力進(jìn)行了分析。
　　首先，采用分層有限元理論對(duì)不同鋪設(shè)角度的層合板自由振動(dòng)的固有頻率進(jìn)行求解。通過(guò)數(shù)值模擬驗(yàn)證了分層有限元法計(jì)算結(jié)果的精確性，并討論了不同鋪設(shè)角度下不同結(jié)構(gòu)性能參數(shù)如不同鋪設(shè)方式、不同彈性模量比、不同寬厚比對(duì)層合板結(jié)構(gòu)基頻的影響。
　　其次，分析了

3、含阻尼層合板的振動(dòng)響應(yīng)，結(jié)合聲輻射模態(tài)概念獲得四邊簡(jiǎn)支和四邊固支條件下，不同鋪設(shè)角度下不同外激勵(lì)位置的層合板的聲功率，并研究不同結(jié)構(gòu)性能參數(shù)如鋪設(shè)方式、彈性模量比、寬厚比對(duì)層合板聲功率的影響。結(jié)果表明：層合板的纖維鋪設(shè)角度和寬厚比對(duì)其聲輻射功率產(chǎn)生較大的影響。
　　以上述計(jì)算得到的第一階固有頻率和中低頻激勵(lì)下的層合板的輻射聲功率作為目標(biāo)函數(shù)，采用并列選擇遺傳算法對(duì)層合板鋪設(shè)角度的鋪層順序進(jìn)行基頻最大化和聲功率最小化的雙目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)