粘弹性阻尼夹层板的振动声辐射特性研究

文章《粘弹性阻尼夹层板的振动声辐射特性研究》由龚静和严仁军撰写，属于首发论文，发表于武汉理工大学船舶与海洋工程系。该研究的核心内容是基于结构有限元法（FEM）和声学边界元法（BEM）构建了弹性层—粘弹性层—外部声场耦合声振数值计算模型，并对敷设粘弹性材料的阻尼夹层板结构进行了振动声辐射性能的系统研究。 研究的核心是通过模拟分析，探讨了敷设粘弹性阻尼层对于结构振动响应和声辐射水平的影响。研究发现，敷设粘弹性阻尼层能够明显降低结构振动响应和声辐射水平，减振降噪的效果与阻尼层的几何尺寸、物理参数相关，同时也与边界约束条件、加筋间距、肋骨惯性矩等参数有关。具体地，文中提到的关键词包括“声辐射”、“耦合”、“粘弹性”、“夹层板”，这些关键词为研究的关键概念。 在结构声学领域，对声辐射问题的研究正在不断深入，更贴近工程实际。为了解决实际问题，研究者们发展了多种结构声的数值计算方法，如统计能量分析法、有限元法、阻抗分析法和波动分析法。其中，有限元法和边界元法的结合在板结构的声辐射分析中尤为重要。有限元法适用于复杂几何形状和加载条件下的结构问题，而边界元法则在处理声场问题时表现出色。 在该研究中，弹性—粘弹性—外部声场耦合振动和声辐射的研究部分，首先离散了弹性板壳结构和粘弹性层，建立了组合有限元模型。然后将外部声场离散为边界元，并通过复模量模型考虑粘弹性阻尼的作用，构建了耦合振动方程。该方程能够描述在频域内弹性—粘弹性层—外部声场的相互作用。 对于阻尼夹层板模型，研究者参考了相关文献中的参数，设置了简支边界条件，并在特定的结点上施加简谐激振力，频率范围从0到300赫兹。通过计算获得了辐射功率，并绘制了声压分布云图。此外，通过分析结构的声辐射效率，可以进一步了解结构设计参数与声辐射性能之间的关系。 在具体算例分析中，使用了有限元网格对阻尼夹层板模型进行划分，并在特定位置施加了简谐激振力。通过计算，研究者得到了不同条件下的结构振动响应，并对声辐射效率进行了评估。该研究为工程设计提供了理论指导和参数优化的依据，具有重要的工程应用价值。 综合以上分析，文章通过构建数值计算模型和模拟分析，深入研究了敷设粘弹性阻尼材料的夹层板在不同条件下的振动声辐射特性。这些发现对于减少船舶、汽车等领域的结构振动和噪声具有重要意义。通过改变夹层板的材料属性、几何尺寸、边界条件等因素，可以有效控制结构振动和噪声，提高机械产品的性能和舒适性。