基于波函数法的结构振动功率流研究.pdfVIP

振　动　与　冲　击 第３３卷第２期 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．２２０１４　  基于波函数法的结构振动功率流研究 杨　念，陈炉云，张裕芳 （上海交通大学 海洋工程重点实验室，上海　 ２００２４０） 　　摘　要：根据波函数法（ＷＢＭ）基于间接Ｔｒｅｆｆｔｚ法且不同于有限元等传统方法、在整个分析域内位移场由精确满 足动力学方程函数表示、适用范围由低频扩展至中频等特点，基于该法对结构中频振动功率流问题进行研究。算例中用 ＷＢＭ法分析板结构功率流，并与有限元法比较。用计算结果验证该方法在求解中频振动功率流的有效性与优势。 关键词：中频振动；功率流；波函数法；动力响应ＴＢ５３５振动与噪声控制及利用 中图分类号：ＴＢ５３５　　　文献标识码：Ａ Ｗａｖｅｂａｓｅｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅｐｏｗｅｒｆｌｏｗａｎａｌｙｓｉｓ ＹＡＮＧＮｉａｎ，ＣＨＥＮＬｕｙｕｎ，ＺＨＡＮＧＹｕｆａｎｇ （ＴｈｅＯｃｅａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｗａｖｅｂａｓｅｄｍｅｔｈｏｄ（ＷＢＭ）ｉｓａｎｅｗｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃｍｅｔｈｏｄｆｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｔｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ ｉｎｄｉｒｅｃｔＴｒｅｆｆｔｚｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓａｒｅｅｘｐｒｅｓｓｅｄａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙｉｎｔｅｒｍｓｏｆｇｌｏｂａｌｗａｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅ ｔｈｅｅｘａｃｔｓｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｇｏｖｅｒｎｉｎｇｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｄｕｅｔｏｉｔｓｅｎｈａｎｃｅｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ），ｔｈｅＷＢＭｃａｎｓｅｔｔｌｅｍｉｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｔｈｅｐｏｗｅｒｆｌｏｗｉｎｐｌａｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓ ａｎａｌｙｓｅｄｂｙＷＢＭａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅＦＥＭ．Ｔｈｅｏｕｔｃｏｍｅｔｕｒｎｓｏｕｔｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙａｎｄａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆｔｈｅＷＢＭ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｐｏｗｅｒｆｌｏｗ；ＷＢＭ；ｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ ［８］ 　　现代工业愈发展，人对舒适度要求愈高，结构振动 Ｔｒｅｆｆｔｚ法 ，具有自由度少、收敛快、精度高等优点，在 噪声愈受关注。结构振动按频段可分为低、中、高三频 解决中频振动问题时能克服有限元法等确定性方法存 段。低频段，常用确定性方法如有限元法（ ［１－２］ ［９－１１］ ＦＥＭ） 在的不足 。 分析结构。但随频率增高，有限元法需大幅提高自由 据ＷＢＭ理论可快速计算出中频段结构动力响应 ［３］ 度方能获得较准确结果 ，且仍存在计算发散问题。 参数。在结构动力响应中，振动传递主要是能量的传 而高频振动模态密度高，不确定性对响应影响大，常用 ［１２］ 递，由能量角度研究振动响应更能反映问题的本质 。