飞行器结构统计能量建模方法及声振响应分析研究.pdf

工学硕士学位论文
飞行器结构统计能量建模方法及声振响应分
析研究






王昆








哈尔滨工业大学
2010 年 7 月
I
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开


工学硕士学位论文


飞行器结构统计能量建模方法及声振响应
分析研究








硕士研究生: 王昆
导师:于开平教授
申请学位:工学硕士
学科、专业:一般力学与力学基础
所在单位:航天学院航天工程与力学系
答辩日期:2010 年 7 月 1 日
授予学位单位:哈尔滨工业大学
II
Classified Index:
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Dissertation for the Master Degree in Engineering

THE RESEARCH OF MODELING OF
AIRCRAFT STRUCTURES BY
STATISTICAL ENERGY METHOD AND
ACOUSTIC RESPONSE ANALYSIS






Candidate: Wang kun
Supervisor: Prof. Yu Kaiping
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: General Mechanics and
Foundation of Mechanics
Affiliation: Department of Aerospace
Engineering and Mechanics,
School of Astronautics
Date of Defence: July, 2010
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
III
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
相比于一般的确定性方法,如有限元、边界元等,统计能量分析方法能更
好地解决复杂飞行器结构高频声振问题,是目前高频响应分析最有效的方法之
一,而且已在其他领域如船舶汽车等方面也得到了广泛的应用。但是由于统计
能量分析方法是基于一定的基本假设,在应用中仍具有一定的局限性。本文在
对某型火箭整流罩声振试验做仿真的基础上,针对飞行器结构中普遍存在的典
型结构形式,研究其合理的建模方法,并结合试验加以验证。
本文首先介绍了统计能量分析方法和有限元有限元-统计能量混合法的发
展与运用。在此基础上详细阐述了统计能量分析的基本原理,统计能量参数如
模态密度、损耗因子、输入功率等的确定方法,并分析指出其实际运用中的局
限性;
然后,采用统计能量方法对某型火箭整流罩结构声振试验做仿真,在简单
介绍了噪声试验的基本原理后,详细介绍了该整流罩结构的统计能量建模过程,
包括其能量流传递路径的分析,特殊材料如蜂窝板结构的等效处理、特殊结构
的子系统划分,以及合理性检验,并最终建立了比较合理的统计能量模型,然
后对模型的统计能量参数内损耗因子以及吸声系数进行了灵敏度分析,发现在
一般工程经验值的取值范围内,这两个参数对整流罩结构动响应的影响很小,
而且整流罩内的声压级在有无模拟星的状态下相差不大,而且仿真结构和试验
测得的各内声场总声压级基本一致。
最后,针对飞行器结构中普遍存在的加筋蒙皮结构设计了其典型结构形式,
分别采用统计能量和混合法建模,并通过试验对比验证,总结出其有效的建模
方法。


关键词:统计能量分析;混合法;声振试验;加筋蒙皮





-I-
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
pared to general certainty method, such as finite element method,
boundary element method and so on, statistical energy analysis method can solve
the high frequency acoustic problem plicated aircraft structure, which is
currently one of the most effective methods