远洋客船玻璃结构声学特性研究

以远洋客船玻璃结构为研究对象，对远洋客船舱室窗户玻璃结构和阳光房玻璃结构的声学特性进行研究。利用统计能量法建立单层玻璃和聚乙烯醇缩丁醛(Palyvinyl Butyral, PVB)夹胶玻璃的声学模型，基于VA One软件仿真其隔声量，结合不同频段隔声特性和平均隔声量的大小总结3种玻璃在不同结构参数下的隔声规律。研究结果表明：PVB夹胶玻璃的隔声性能在全频段内都要优于等厚度的单层玻璃；PVB夹胶厚度每增加1 mm,其平均隔声量增加0.12 dB。考虑到工程实际，最终选取玻璃组合厚度为6 mm和16 mm,中间空气层厚度为8 mm,平均隔声量为56.04 dB。     

π型钢夹层板的隔声特性研究

基于有限元软件,对夹层板结构在平面波垂直入射条件下的隔声效果进行数值仿真,讨论夹层板在不同的面板厚度、夹芯厚度、夹芯高度、夹芯与面板夹角等结构参数下,固有频率和隔声的变化,结果表明在0～800 Hz范围内增加上下面板厚度和夹芯厚度对减振和隔声性能的提升有较好效果;夹芯高度和面板夹角在给定频率范围内较小时有利于振动和隔声效果。通过两端固支梁模型以及隔声量的理论与仿真对比,验证了本文数值方法的有效性。     

基于有限元—统计能量数值混响室法的声学包设计与优化北大核心CSCD

[目的]为解决传统声学包设计法耗时、耗资高的问题,[方法]利用有限元—统计能量(FE-SEA)数值混响室法在全频段进行声学包的设计与优化。设计空气层声学包及无空气层声学包这2种类型共8种声学包,计算其隔声量。采用遗传算法,以达到最大隔声量值为目标对每一种声学包的材料层厚度进行优化。[结果]研究表明,有空气层存在的声学包的隔声量值较无空气层声学包的高2~6 dB,且与原始设计相比,优化后的声学包的隔声性能得到大幅提高。[结论]所得研究成果对实际工程中船舶声学包设计有重要的指导价值。     

基于有限元—统计能量数值混响室法的声学包设计与优化

[目的]为解决传统声学包设计法耗时、耗资高的问题,[方法]利用有限元—统计能量(FE-SEA)数值混响室法在全频段进行声学包的设计与优化。设计空气层声学包及无空气层声学包这2种类型共8种声学包,计算其隔声量。采用遗传算法,以达到最大隔声量值为目标对每一种声学包的材料层厚度进行优化。[结果]研究表明,有空气层存在的声学包的隔声量值较无空气层声学包的高2~6 dB,且与原始设计相比,优化后的声学包的隔声性能得到大幅提高。[结论]所得研究成果对实际工程中船舶声学包设计有重要的指导价值。     

船舶舱室周期加筋板隔声性能数值分析

利用数值方法研究船舶舱室典型加筋壁板的隔声性能,将舱室壁板简化为单向周期加筋板进行考察,建立单向周期加筋板的有限元(FE)和统计能量(SEA)混合分析模型,以散射声场作为激励计算其隔声量。使用正交试验的方法,抽样计算不同结构参数的单向周期加筋板的隔声量,取其计算结果在倍频程中心频率处的平均值作为考虑吻合效应的船舶舱室典型加筋舱壁的隔声量,为总体设计阶段的舱室噪声预报提供更有力的数据支撑。     

基于COMSOL的三明治夹芯板隔声特性仿真分析

本文基于有限元软件COMSOL开展三明治夹芯平板的隔声特性仿真分析。首先建立了隔声量有限元模型,结合平面波正入射有关理论,完成了铝板的仿真分析与对比研究,验证了该仿真模型的准确性;随后讨论了芯层厚度、芯层材料属性(模量与阻尼)等变化对于三明治夹芯平板隔声性能的影响规律。     

水下舱段结构气垫隔声技术研究

针对潜艇动力舱段隔声问题,基于阻抗失配原理提出气垫舱段隔声结构形式;围绕气垫结构物理模型与统计能量法模型建立,气垫隔声效果验证、气垫设计参数影响规律这几个方面,开展气垫结构隔声性能研究。本文利用商用软件VA One数值计算耐压壳体受到单位白噪声激励后SIF声压随频率的变化曲线,通过控制变量法,一方面验证了气垫结构优良的隔声性能,另一方面掌握了气垫结构设计参数(包括轻壳体结构与厚度,空气层厚度,下潜深度,敷设吸声材料)对隔声性能的影响规律,为潜艇的机械噪声控制提供有力支撑。     

柴油机增压器包覆层隔声性能试验分析及优化设计

提出一种船用增压器的包覆层结构,其内层为绝热材料和吸声材料,外层为金属薄片。采用统计能量法(SEA)建立该结构的中高频段隔声数值模型,开展包覆层的隔声试验,隔声量实测值与仿真结果吻合较好,能验证数值建模的有效性。对包覆层的吸声材料的厚度、密度和流阻等参数进行优化设计,利用正交试验法设计数值试验组,采用极差和方差分析法分析影响材料隔声性能的关键因素,得出最重要的影响因素是材料厚度,在选型设计中还应考虑密度和流阻因素。当安装厚度受限时,可通过改变密度和流阻值来提高材料的隔声量。     

船用泡沫铝夹层板在低温下的冲击动态响应研究

泡沫铝夹层板具有良好的动态能量吸收性能,在极地船舶抗冲击防护方面具有巨大的潜在应用前景。文章利用ABAQUS有限元软件,结合准静态拉伸压缩材料试验,建立了船用泡沫铝夹层板的低温动态冲击数值仿真模型,研究了其动态冲击响应与抗冲击性能,并采用Instran 9350落锤冲击试验机对数值仿真模型进行了试验验证。在此基础上,研究了低温和冲击能量对船用泡沫铝夹层板动态冲击响应的影响。结果表明,随着冲击能量的增加,常温和低温条件下船用夹层板的冲击力峰值、最大挠度和最终挠度遵从乘幂增长规律。与常温相比,低温下船用泡沫铝夹层板的面板变形较小,且随着冲击能量的增加,低温的影响更为显著,即船用泡沫铝夹层板在低温下具有更好的抗冲击性能。     

基于波分析方法的船用复合岩棉板隔声量快速计算方法研究

船舶设计师使用快速有效的方法对船舶在设计阶段进行舱室噪声控制可以有效避免船舶在建造完成后舱室噪声超标问题产生。文章基于波分析方法对船用50 mm复合岩棉板建立三层板隔声模型,并对其隔声量进行数值计算。研究过程中发现,仅用波分析方法计算得到的隔声量远大于实验室实测值。鉴于复合岩棉板两块面板之间声桥对整体隔声量的影响,数值计算结果 100～1 600 Hz,与实验值相吻合。该方法能够对复合岩棉板的隔声量进行快速计算,对设计师在设计阶段进行船舶舱室噪声控制有帮助。     

船用厨余管道包覆材料吸隔声性能试验研究

根据某远洋客船舱室部分厨余管道的案例,试验针对包覆材料和粘接剂研究吸声系数和隔声量在中低频范围内的变化规律,讨论船用厨余管道包覆材料厚度和粘接剂种类选取对吸隔声性能的影响。对比分析发现材料厚度从19 mm提升至25 mm时,吸隔声性能提升最为显著,吸声系数提升约143%,隔声量提升约27%。研究结论为船用厨余管道的安装及材料应用提供一定的技术参考。     

新型船用吸声材料泡沫铝

扼要介绍了用熔体发泡法制造泡沫铝的制造过程 ,泡沫铝孔径为 2～ 7mm,孔隙率为 80 %～ 90 % ,最大制品尺寸为 60 0 m× 60 0 mm× (8～ 40 0 ) mm。重点研究了泡沫铝的吸声性能、热学性能、阻尼性能、机械性能、吸湿性能及无毒性能。结果表明 ,泡沫铝是一种综合性能良好的新型吸声材料。平均吸声系数可达 0 .4～ 0 .5 2 ,且随孔径的减小 ,孔隙率、厚度的增大 ,吸声性能提高。压缩加工对泡沫铝的吸声性能有很大影响 ,压缩率为 40 %时 ,吸声性能最好。泡沫铝导热系数仅为未发泡铝的 1 /60 0 ,远远低于大理石 ,也低于石棉板 ;耐火温度可达 80 0℃。其内耗比致密铝高 3～ 7倍 ,比高阻尼 Zn-Al合金高 2～ 4倍。其强度为几个 MPa数量级。它不吸湿 ,吸湿率为 0 .0 % ,无毒性。     

玻璃纤维/树脂复合材料泡沫夹层板弯曲能量耗散机制

[目的]为了解玻璃纤维/树脂复合材料夹层板在弯曲载荷作用下的能量耗散机制,从能量耗散角度开展数值模拟分析和试验研究。[方法]基于有限元软件ABAQUS建立玻璃纤维/树脂复合材料泡沫夹层板的有限元分析模型,对三点弯曲试验中典型的破坏模式和能量耗散机制进行模拟分析,将数值模拟结果与试验结果进行对比。在数值模型有效性分析的基础上,进一步分析面板和夹芯层厚度对玻璃纤维/树脂复合材料泡沫夹层板力学承载性能和能量耗散机制的影响。[结果]结果表明,增加表层复合材料面板厚度能够更大程度地提高玻璃纤维/树脂复合材料泡沫夹层板的比吸能效率。[结论]研究成果可为玻璃纤维/树脂复合材料泡沫夹层结构的工程防护应用设计提供参考,具有一定的理论意义和工程应用价值。     

泡沫铝的水下声吸收特性及影响因素

本文研究了泡沫铝的水下声吸收特性及其孔结构参数、厚度对其性能的影响.结果表明,泡沫铝具有较好的水声吸声性能,而且,当孔径减小,孔隙率、厚度增大时,水声吸声性能提高.     

三明治夹层板振动特性与优化

针对粘弹性材料的频变性,采用模态应变能法求解三明治夹层结构的各阶固有频率及损耗因子,讨论粘弹性材料的厚度、刚度变化对结构的频率和损耗因子的影响,并采用零阶近似法进行模态损耗因子的初步优化设计;最后,对夹层板结构的横向应变动力响应进行探讨。计算结果表明,所提出的建模及计算方法有效,对于三明治夹层板的动力特性研究,考虑芯层的横向应变影响是必要的。     

基于FOAM-X的多孔材料吸声性能研究

基于FOAM-X对聚氨酯泡沫、三聚氰胺泡沫和玻璃棉3种多孔材料的吸声系数进行分析,研究了多孔材料的厚度、孔隙率、背后空腔深度、热效特征长度和粘滞特征长度对吸声性能的影响。以聚氨酯泡沫为例,在VA-ONE中进行隔声仿真,比较了3种多孔材料的吸声性能,并通过仿真值与实测值对比,验证FOAM-X对声学参数预测的可靠性。研究结果表明,多孔材料的厚度、孔隙率、背后空腔深度和粘滞特征长度对多孔材料的吸声性能具有显著影响,而热效特征长度则几乎没有影响,三聚氰胺泡沫具有良好的吸声性能,FOAM-X对声学参数预测较准确。     

不同形状质量块的声学超材料结构隔声特性研究

随着对舰船声隐身性能要求的不断提高,舰船隔声材料不仅要轻质还应具有优良的隔声性能。夹层板结构具有轻质,且在高频段具有良好的隔声性能,但其在中低频段隔声性能不是很理想。薄膜型声学超材料结构具有良好的低频带隔声性能,因此本文将薄膜型声学超材料引入传统蜂窝夹层板结构中,设计新的超材料蜂窝夹层板结构。通过数值方法对不同形状质量块超材料结构的隔声特性进行分析,并探讨蜂窝边框形状、质量块大小以及薄膜预应力对米字形质量块超材料结构隔声特性的影响。     

船舶空调通风管路减振降噪分析

为了降低船舶空调通风管路的振动噪声,利用理论估算、数值计算等手段,对SID型隔声阻尼带自身的声学性能以及在典型空调通风管路系统中的实际应用效果进行预报,分析结果表明,5 mm隔声阻尼带的应用插入损失效果为5.2 d B,厚度增加效果增大,实际应用收益良好。     

不同形状质量块的声学超材料结构隔声特性研究

随着对舰船声隐身性能要求的不断提高,舰船隔声材料不仅要轻质还应具有优良的隔声性能。夹层板结构具有轻质,且在高频段具有良好的隔声性能,但其在中低频段隔声性能不是很理想。薄膜型声学超材料结构具有良好的低频带隔声性能,因此本文将薄膜型声学超材料引入传统蜂窝夹层板结构中,设计新的超材料蜂窝夹层板结构。通过数值方法对不同形状质量块超材料结构的隔声特性进行分析,并探讨蜂窝边框形状、质量块大小以及薄膜预应力对米字形质量块超材料结构隔声特性的影响。     

空爆载荷下功能梯度泡沫铝夹层板动响应数值仿真

[目的]为了提高轻质泡沫铝夹层板的抗爆性能,[方法]通过采用有限元软件AUTODYN,对功能梯度泡沫铝夹层板在空爆载荷作用下的动态响应开展研究。在功能梯度泡沫铝夹层板的芯层高度及重量不变的情况下,分析讨论芯层不同排列顺序对夹层板上、下面板中心处速度、塑性变形和各部件吸能的影响。[结果]结果表明:夹层板上面板中心点处最大速度随迎爆面一侧芯层密度的增大而减小;芯层密度从迎爆面到背爆面依次为高—低—中排列顺序的夹层板的抗爆性能最好;芯层吸收了大部分能量,并且在迎爆面一侧密度小的排列组合其吸能特性最好。[结论]数值分析结果可为泡沫铝夹层板的芯层优化设计提供参考。