層合板基頻與聲功率雙目標優(yōu)化及靜力學分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代航空航天工業(yè)的高速發(fā)展，對飛行器提出了強動力、低噪聲、高載荷的要求，這意味著結(jié)構(gòu)的聲振性能和承載能力面臨更為嚴峻的挑戰(zhàn)。復合材料層合板因其有較好的比強度、比剛度和抗疲勞性、可設計性一系列優(yōu)異性能，使其在航空航天工業(yè)應用廣泛。在工程實踐中，層合板結(jié)構(gòu)必然會因受到外部激勵而產(chǎn)生振動從而向外界發(fā)生聲輻射，并且層合板結(jié)構(gòu)的振動易導致航空結(jié)構(gòu)發(fā)生變形。因此分析層合板的聲學和振動特性及其承載能力，進而進一步推動其在航空航天工業(yè)中的應用。目前

2、多數(shù)學者只是選取幾種特殊的纖維鋪設角度進行層合板結(jié)構(gòu)性能研究，這極大限制了層合板設計的靈活度。因此本文針對不同鋪層角度條件下的層合板的振動特性、聲輻射特性及其承載能力進行了分析。
　　首先，采用分層有限元理論對不同鋪設角度的層合板自由振動的固有頻率進行求解。通過數(shù)值模擬驗證了分層有限元法計算結(jié)果的精確性，并討論了不同鋪設角度下不同結(jié)構(gòu)性能參數(shù)如不同鋪設方式、不同彈性模量比、不同寬厚比對層合板結(jié)構(gòu)基頻的影響。
　　其次，分析了

3、含阻尼層合板的振動響應，結(jié)合聲輻射模態(tài)概念獲得四邊簡支和四邊固支條件下，不同鋪設角度下不同外激勵位置的層合板的聲功率，并研究不同結(jié)構(gòu)性能參數(shù)如鋪設方式、彈性模量比、寬厚比對層合板聲功率的影響。結(jié)果表明：層合板的纖維鋪設角度和寬厚比對其聲輻射功率產(chǎn)生較大的影響。
　　以上述計算得到的第一階固有頻率和中低頻激勵下的層合板的輻射聲功率作為目標函數(shù)，采用并列選擇遺傳算法對層合板鋪設角度的鋪層順序進行基頻最大化和聲功率最小化的雙目標優(yōu)化設計