混合型空腔结构覆盖层吸声性能研究及其优化设计.pdfVIP

振 动 与 冲 击 第3O卷第8期 JOURNALOFVIBRATIONAND SHOCK 混合型空腔结构覆盖层吸声性能研究及其优化设计 商 超，张嘉钟，曹 伟，于开平 (哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150001) 摘 要 ：基于有限元法研究了以空气为背衬的混合型空腔结构覆盖层的吸声特性。建立了具有混合型空腔结构 的覆盖层有限元模型，对其进行吸声特性数值仿真分析。结果表明，该空腔结构的吸声特性明显优于相同穿孔率的单腔 结构。通过优化设计，进一步提升了混合型空腔结构覆盖层在全频段的吸声性能，并得到了若干覆盖层结构参数影响其 吸声性能的规律。 关键词：有限元法；混合型空腔；吸声覆盖层；优化设计 中图分类号：TB56 文献标识码：A Absorption characteristicsofanechoiccoatingon cavitystructureand itsoptimization design SHANGChao，ZHANGJia—zhong，CAOWei，YUKai-ping (SchoolofAstronautics，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China) Abstract： Theabsorptioncharacteristicsofthemixed-cavity structureanechoiccoatingwithairbackingwere studiedbyusingfiniteelementmethod．Thecalculationresultsindicatethattheabsoprtioncharacteristicsofthiskindof cavitysturcturearesuperiortothoseofsingle—cavitysturctureunderthesameperforatedpercentage．Then，theabsoprtion propertiesofanechoiccoating onmixed-·cavity sturctureatfull-—~equencyrangewerefurtherimprovedby optimization design．Theinfluenceofcoatingsturctureparametersonabsoprtioncharacteristicswasstudied． Keywords：finiteelementmethod；mixed—cavitysturcture；anechoiccoating；optimizationdesign 空腔结构覆盖层在水声中应用 比较广泛，对水下 题。Hennion ’9运用有限元法，对周期排列柔顺管和 航行器声隐身具有重要军事意义和使用价值 J。Al— 周期分布圆柱形空腔覆盖层的反射和透射特性进行了 befich型覆盖层是一种典型的混合型空腔结构覆盖层， 研究。谭洪波 。。运用有限元法研究了含球形、圆柱形 其基本结构是在高阻尼的黏弹材料层中嵌入周期性分 及圆锥形空腔覆盖层的吸声性能。 布的2mm和5mm圆形空气柱腔。这种在基材内部嵌 以上文献都是对单腔结构的覆盖层进行吸声性能 置共振吸声结构型式的吸声机理研究从四五十年代一 研究。本文对小腔环绕大腔的混合型空腔结构进行有限 直延续至今 。。，仍在不断发展着。 元分析，结果表明，该结构的吸声特眭明显优于相同穿孔 混合型空腔结构覆盖层的吸声机理与声特性比较 率的单腔结构。最后对混合型空腔结构覆盖层进行优化 复杂 ，与材料的物理参数、空腔结构、温度、压力等因素 设计，进一步提升了其在全频段上的吸声陛能，并得到了 密切相关。汤渭霖等 采用柱面波展开法 ，半解析地 若干覆盖层结构参数影响其吸声l生能的规律。 对含有周期短圆柱空的吸声覆盖