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基于声辐射模态的筋板结构声学优化设计
| 论文题名： | 基于声辐射模态的筋板结构声学优化设计 |
| 关键词： | 声辐射模态;遗传算法;汽车噪声;筋板结构;优化设计 |
| 摘要： | 随着现代汽车产业的蓬勃发展，汽车舒适性问题越来越受到人们重视。发动机噪声作为各类汽车噪声的主要来源，其中油底壳、气门室盖和正时齿轮盖板等薄板结构的辐射噪声占发动机噪声的很大比例。一般薄板结构存在振动噪声大、刚度小和稳定性不佳等缺点，常采用布置加强筋的方法解决上述问题，使得筋板结构在工程中得到广泛使用，人们从振动环节探讨加强筋对结构极限强度、刚度和耐久性等影响已经取得了许多进展，而对于筋板结构的声学优化设计主要集中在固定加筋位置上的板厚、筋厚、筋截面形状等参数优化设计，由于加筋位置的离散性，涉及加筋位置的声学优化设计还不是很多。 本文主要基于声辐射模态研究加筋位置和筋结构参数对筋板结构声辐射的影响，并建立了筋板结构的声学优化模型。遗传算法被使用广泛，作为一种具有全局收敛特色的搜索法，其搜索过程不需要考虑问题本质特征，任何形式的目标函数和约束条件，无论线性还是非线性问题都可以很好处理，因此本文选用遗传算法进行非线性条件的加筋位置优化和线性条件的结构参数优化。 以一矩形简支板为例，基于声辐射模态分析结构的辐射效率和不同加筋位置对结构声学性能影响，并建立两种加筋位置优化模型，分别采用遗传算法进行求解，可知加筋位置优化主要是进行以第1阶声辐射模态的声功率最小为目标的优化，合理分布加筋位置对结构降噪具有重要意义，其中板的四角和中间位置加筋能够获得较好的降噪效果。然后对筋板结构参数进行声功率灵敏度分析，可知第1阶声功率灵敏度在声功率灵敏度中占最主要作用，随着筋厚的增长，结构的辐射噪声得到降低，但是当其厚度增大到一定程度后，降低结构辐射声功率的影响非常弱。在声功率灵敏度分析的基础上建立了关于筋厚的结构参数优化模型，通过数值计算分析，合理分配不同位置筋厚可以进一步降低结构声辐射，从而获得较优声学性能的筋板结构，为工程中关于筋板结构优化设计的类似问题提供参考。 |
| 作者： | 张涛 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 姜哲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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