基于時域分析的曲殼結構振動輻射特性研究.pdf

1、隨著人類文明進步，尤其是近代工業(yè)的快速發(fā)展，噪聲污染問題隨之而生，嚴重影響了人們的生產(chǎn)、生活、工作和健康。與此同時，曲殼結構，在航空航天、土木和機械工程等領域，有著廣泛的運用。當曲殼結構受激勵作用時，就會產(chǎn)生相應的振動輻射噪聲。研究曲殼結構的振動輻射噪聲特性是非常必要的。目前，對于結構振動輻射噪聲的研究基本是在頻域進行，而在工程中大量存在隨時間變化的瞬態(tài)荷載源和聲源。因此，本文基于時域分析，聯(lián)合采用結構有限元和聲場邊界元方法，對曲殼結構

2、的振動輻射聲壓特性進行研究。
　　首先，建立曲殼有限元模型。本文基于8節(jié)點空間曲殼單元理論，給出了八節(jié)點空間曲殼單元的有限元列式，形成了單層曲殼結構有限元方程；通過引入坐標變換，推導出層合曲殼結構的剛度矩陣和質量矩陣。并用上述模型進行曲殼結構的靜力學分析和模態(tài)分析，驗證了有限元模型和編寫程序的有效性，為曲殼結構振動輻射聲壓特性分析打下了有限元振動分析基礎。
　　然后，構建時域聲場模型。對于瞬態(tài)聲場，以含有時間參數(shù)的三維波動方

3、程為基礎，利用delta函數(shù)的性質，通過運用相應的Laplace變換與Laplace逆變換，得出了聲波邊界積分方程。對方程在時間、空間進行離散，構建邊界元數(shù)值求解模型。以典型結構加速度作為聲場的邊界條件，通過數(shù)值算例研究振動輻射聲壓與聲通量關系的規(guī)律。
　　最后，將曲殼結構振動的有限元模型和時域聲場邊界元模型結合起來，求解了曲殼結構的振動輻射聲壓。在此基礎上，推導出了振動輻射聲壓的靈敏度公式，并且通過數(shù)值算例，研究了曲殼結構的振動