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蒙皮筋板结构的振动与声辐射特性研究
| 论文题名： | 蒙皮筋板结构的振动与声辐射特性研究 |
| 关键词： | 高速列车;司机室;蒙皮筋板结构;振动特性;声辐射特性 |
| 摘要： | 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。 |
| 作者： | 刘广飞 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 陈照波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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