基于ANSYS的汽车夹层结构声学性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

夹层板结构是一种典型的轻质结构，它通常由两块相对较薄的面板夹着一块相对较厚的轻质中间层。夹层板结构具有较高的刚度质量/重量比，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。但不可否认的是，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。

夹层板结构满足轻质、结构刚度高和强度大以及复杂的工艺成型要求。现被广泛应用到航空航天飞行器，舰船的外壳结构和高速列车等交通工具上。然而芯层的弹性模量、损耗因子等因素会随着温度、频率的改变而变化的，故在生产设计阶段就应对其声振特性进行深入研究，这一工作具有重要的现实意义和实践应用价值。

本论文拟运用ansys软件，基于其声学模块，研究汽车夹层结构的声学性能，并对夹层结构进行相应的改进设计，以提高其隔声性能。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：在ANSYS中建立夹层结构的声学仿真模型。如果声学仿真模型不能成功建立，将无法开展后续的模型分析与隔声性能影响因素分析等工作。所以本人打算先熟悉ANSYS的声学模块，掌握一些基本的声学建模方法，再从单层板结构的声学模型构建开始，逐步建立夹层结构的声学模型。

难点：如何在ANSYS软件中建立夹层结构的声学仿真模型是本课题最大的难点。ANSYS并不是声学仿真领域应用最广泛的软件，有关其声学模块与声学仿真方法的资料并不多，这就需要本人利用ANSYS软件自带的帮助文件自学。所以在本课题完成过程中，这将是一个核心的工作。

3. 国内外研究现状（文献综述）

夹层结构作为一种特殊的复合材料结构，由于具有高比刚度、高比强度、性能可设计等优点，在航天、航空、高速交通运输工具和现代结构工程等许多领域均得到了广泛应用。随着航天、航空飞行器和高速列车、汽车等交通运输工具向大型化、高速化方向发展，其动力装置也越来越向轻型和强载方向发展，由发动机激励和高速气流冲击造成的结构振动而引起的结构声向舱室内传入问题日益突出。振动噪声不但严重影响乘客的舒适度，而且也能引起某些部件的早期疲劳损坏，从而降低结构的使用寿命。夹层板件结构，由于质量轻、从而更易受激励引发结构振动，其造成的结构声辐射正成为汽车的主要噪声源之一。因此研究夹层结构复合材料的声振特性，实现结构辐射噪声的定量描述，掌握夹层结构声产生和传播的各种影响因素及其影响规律，并在此基础上实现夹层板设计参数的声学改进设计，对噪声控制的新方法和技术途径具有重要的科学意义和工程应用价值。

文献[1]综述了城市交通噪声的问题及解决方法。通过分析城市交通噪声的特性，介绍了城市噪声的定义、主要评价指标和城市交通噪声的测量方法和相关标准。本文根据车辆噪声的主要来源和产生机理，提出了分离轮胎路面噪声的方法。并利用结构有限元软件abaqus和声学有限元软件virtuallab.acoustic建立了轮胎路面的仿真模型并进行仿真分析，再根据交通噪声源的发声机理和声学传播衰减规律提出了城市交通噪声预防和控制的主要方法。

文献[2]研究了轮胎的不同使用参数对泵吸噪声的影响。这些参数包括速度，气压，载荷和摩擦系数，

4. 研究方案

第一，查阅文献，掌握夹层结构的基本隔声原理及夹层结构隔声性能研究现状。

第二，学习声学基本概念及夹层结构隔声性能评价方法。

第三，学习ansys软件，并建立夹层结构的声学仿真模型。

5. 工作计划

第1周完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。查阅文献资料，撰写开题报告。

第2周查阅文献资料，掌握夹层结构的基本隔声原理及夹层结构隔声性能研究现状，撰写开题报告。

第3周完成开题报告，经指导老师批阅合格并确认后，上传至毕业设计管理系统。开题报告封面用标准模板。学习声学基本概念及夹层结构隔声性能评价方法。