蒙皮筋板结构的振动与声辐射特性研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:junwen2009
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高速列车在行驶过程中,复杂的外部激励会使列车内部产生很大的噪声污染,尤其是对列车司机室产生的噪声,会直接影响司机的工作状态,甚至会威胁到行车安全。而引起列车内部噪声的结构主要是列车的蒙皮筋板结构,本文就以列车的蒙皮加筋板结构为研究对象,研究了蒙皮基板的振动和声辐射特性,分析了薄板的声辐射模态和结构模态以及它们的辐射效率。通过计算加筋板结构在不同工况下的振动和声辐射特性,优化筛选了加筋板结构,通过实验验证了优化方案,其减振降噪效果显著。在经典薄板理论分析的基础上,计算了简支矩形薄板在四边简支和固支边界条件下的模态振型。建立了简支薄板声辐射模型,引入了声压、声功率、辐射效率计算公式。建立加筋板结构的振动理论模型。根据简支薄板的声辐射模态理论,计算得出了薄板在不同频率的声辐射模态振型,辐射模态振型表示了结构表面的振动速度分布。计算了声辐射模态和结构模态的辐射效率精确解,得出声辐射模态间的辐射效率是独立的,而结构模态之间的辐射效率是耦合的。求解了薄板在不同激励点,不同材料下声功率的精确值,并和有限元软件Virtual.Lab仿真结果进行了对比,吻合程度较高。运用Virtual.Lab对简支薄板进行了仿真分析,结果得出激励位置对其振动和声辐射的影响不明显,钢材的薄板要比铝材的减振降噪效果显著,边界条件的对其振动影响不明显,而在辐射效率上固支的要大于简支的。应用Hypermesh和Vitual.Lab建立了筋板结构的有限元模型,并且仿真分析了筋板在外部激励下的振动响应和声辐射特性,分析了加筋板各个板块的声压和声功率板块贡献量。经过优化筛选后,得出了一种较好的方案,即复合型筋板结构。复合型筋板结构在关心频率段内减振降噪效果上是非常明显的。通过隔声量的实验验证,复合型结构比正交型(原型筋板)在关心频率段隔声效果显著提升。
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