基于声辐射模态的结构声学研究及其灵敏度分析.pdf

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指导教师签名:墨七学位论文作者签名矧聪、仞。旰笤隆甪日矽年本学位论文属于不保密口。
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摘要江苏大学硕士学位论文联合利用有限元方法和声辐射模态方法求解封闭结构辐射的声功率,并分析了结构辐射声功率关于设计变量的灵敏度。在结构振动环节,利用有限元方法对结构进行动力响应分析得到表面振速;在声辐射环节,采用声辐射模态展开振动表面辐射的声场信息。由于声辐射模态在中,低频范围内,前几阶声辐射模态对声功率的贡献量占整体声功率的绝大部分,这使得声功率的求解变得更加简单。利用有限元方法,建立了加筋板有限元分析模型,介绍了结构固有频率灵敏度和振动响应灵敏度的求解方法。在结构响应分析的基础上,计算了加筋板结构表面振速关于设计变量的灵敏度,并分析了加强筋厚度变化对结构固有频率、振速响应的影响。分析结果表明,加筋改变了结构的固有频率,且对第一阶固有频率的影响最大;加筋可以减小结构的振动速度,降低结构的振动响应,此外结构振动灵敏度分析为结构优化提供修改方向。基于辐射声功率的二次型表达式,采用声辐射模态方法对封闭结构进行了结构声学及其关于设计变量的灵敏度分析。以一个加筋箱体为例,计算了箱体结构振动辐射的声功率及其关于设计变量的灵敏度。结果表明,当激励频率远离结构振动固有频率时,加筋可以降低结构辐射的声功率;而当加筋使结构固有频率接近激励频率时,加筋甚至产生负面影响,此时通过加筋降低结构辐射声功率是没有意义的。因此,加筋时应充分考虑加筋对结构固有频率的影响,避免结构固有频率接近激励频率带而产生共振。基于声辐射模态计算封闭结构振动辐射的声功率时,公式中包含了声辐射模态交叉项的影响。本文将声辐射模态交叉项对声功率计算结果的影响作了分析。结果显示:在中低频范围内声辐射模态交叉项对计算结果的影响较小,可以忽略;但在高频范围影响较大,不可以忽略声辐射模态交叉项的影响。关键词:声辐射模态,有限元法,声功率,结构灵敏度分析,加筋板
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