碳纖維復(fù)合材料隔聲特性分析與優(yōu)化.pdf

1、安全、節(jié)能、環(huán)保已經(jīng)成為當(dāng)前汽車制造業(yè)的發(fā)展主題，而對節(jié)能減排有著立竿見影效果的輕量化則成為了現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)的主流趨勢之一。
　　在各種可用于車輛結(jié)構(gòu)的材料中，碳纖維復(fù)合材料以其出色的力學(xué)及化學(xué)等綜合性能成為重要的輕量化替代材料之一。據(jù)測量，環(huán)氧樹脂基碳纖維復(fù)合材料的比模量遠(yuǎn)在鋼之上，且耐高溫、耐摩擦、耐腐蝕，是一種理想的輕質(zhì)材料。然而，與傳統(tǒng)材料相比，碳纖維復(fù)合材料在使用上也有一定劣勢。一方面，碳纖維復(fù)合材料在環(huán)境振動、噪聲激勵下

2、容易產(chǎn)生較大幅度的振動及聲輻射;另一方面，與傳統(tǒng)單一均質(zhì)材料相比，碳纖維復(fù)合材料具有各向異性性質(zhì)，也給對其動力學(xué)性質(zhì)的研究帶來了極大的困難。
　　為了探究碳纖維復(fù)合材料層合板的隔聲特性，并獲得提高其隔聲能力的優(yōu)化方法，本文分以下幾個步驟進(jìn)行了研究與討論。
　　首先，介紹了各向同性無限大薄板的隔聲理論，以及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板的基本構(gòu)造與力學(xué)性質(zhì)，重點(diǎn)闡述了復(fù)合材料層合板的命名方式與彎曲剛度計(jì)算公式。在此基礎(chǔ)上，建立了無限大

3、復(fù)合材料層合板的傳聲損失模型，并通過實(shí)驗(yàn)與仿真，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。
　　隨后，在簡要介紹板結(jié)構(gòu)隔聲頻率特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合復(fù)合材料力學(xué)的知識，推導(dǎo)了四邊簡支反對稱碳纖維復(fù)合材料層合板的固有頻率計(jì)算公式，并得到了使其在剛度控制區(qū)內(nèi)獲得最大隔聲量的鋪層角度組合。通過數(shù)值仿真，比較了碳纖維復(fù)合材料層合板與等厚度及等彎曲剛度鋼板、鋁板在低頻范圍內(nèi)的隔聲能力。
　　第三，簡要介紹了模擬退火優(yōu)化算法的概念以及聲輻射模態(tài)理論。結(jié)合四邊簡支