基于ANSYS的板结构声学性能研究开题报告

全文总字数：3931字

1. 研究目的与意义

夹层板结构具有较高的刚度质量比，目前已经广泛应用于航空航天、建筑等行业，并且正日渐被应用于汽车工程领域。不可否认，夹层板结构在带来高刚度质量比的同时，也带来了结构振动噪声问题。所以夹层板结构的隔声能力一直为研究人员所关注。随着计算机技术的发展，利用数字化设计方法研究产品的性能成为可能，这有利于降低产品开发成本，缩短产品开发周期。

本课题拟基于ANSYS软件，探讨单层板与夹层板结构的声学性能研究方法，以为此类产品的设计开发提供参照。

2. 国内外研究现状分析

1 夹层板结构简介

夹层板结构是由高强度的蒙皮（表层）与轻质芯材组成的一种结构材料。典型的对称夹层板结构[1]由两块相同的薄面板夹着一块厚的轻质量的中间芯材组成。表层通常是由高性能材料制作而成，如钢、铝以及纤维复合材料，而中间层通常由实体结构的泡沫材料，蜂窝材料或轻质木材构成。芯材的容重小，用它制成的夹层板结构能在同样承载能力下，大大减轻结构的自重，在夹层板结构中起到连接和支撑面层板的作用，一般只承受剪切应力。最常见的泡沫夹层板结构中所用的夹芯材料即为泡沫塑料，其质量轻，刚度大，保温隔热性能好；蜂窝夹层板结构[2]采用蜂窝状材料作为夹芯材料，质量轻，强度大，刚度大；另外，夹芯材料为波纹板的波板夹层[3]制作简单，可大大节省材料，质量轻，刚度大。由此可见，夹层板结构具有一个显著的共同特点-----质量轻，刚度大。其原因归结为夹层板结构的两表板之间距离较大，所以夹层板结构的弯曲刚度比一般板壳结构大得多，失稳临界应力显著提高[4]。第二次世界大战时,为了充分利用木材资源,英国的蚊式轰炸机上就采用了全木质夹层板结构。一般夹层板结构用于机翼、尾翼、机身、箭体、箭头、减速板、发动机短舱、隔音装置、防火隔板等。与薄壁结构的薄蒙皮相比，夹层板的厚度大得多，抵抗失稳能力强，重量还可减小，而且表面光滑，气动外形良好。夹层板结构材料具有优良的比刚度和比强度，即在同等刚度和强度下，重量更低。此外，夹层板结构材料还具有削弱噪音与震动、隔热、抗疲劳、阻燃、吸声、隔震等优点。夹层板结构材料通过合理选择芯材和面板，可以有效降低材料的单位体积成本。近年来，由于夹层板结构相对于传统的钢板结构与重量特别轻的巨大优势，而且混合着各种机械特性的功能也便于大规模制造，使其在汽车方面的应用也逐渐增多。如今在许多欧洲国家，夹层铝板已用于轨道车辆[1]，复合材料夹层板结构也正在研发阶段，使得车辆轻量化更进一步发展。

2 夹层板结构声学性能的研究现状

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）查阅文献，掌握基本声学概念和有关夹层板结构隔声性能的研究方法和研究现状；

（2）学习ansys软件声学分析模块；

4. 研究创新点

采用ANSYS软件对汽车夹层结构隔声性能建模分析，降低产品开发成本，缩短产品开发周期。