文档介绍：摘要
噪声控制和声学设计是工程界普遍关心的问题。车、船、潜艇、飞机等乘坐
舱室的噪声问题越来越引起人们的高度重视。乘坐舱室是一个相当复杂的声学系
统,用传统理论方法对舱室内噪声声压级进行预估非常困难。有限元等数值方法
是分析几何形状和边界条件复杂的振动问题和声学问题的得力工具之一,将其用
于声振祸合分析,可实现设计阶段乘坐舱室内噪声响应的理论分析与预测。
乘坐舱室为典型的弹性薄壁腔体结构,其内部噪声与壁结构振动之间存在着
强烈的祸合关系。因而,对乘坐舱室声振祸合特性的分析研究即成为噪声控制与
声学设计的前提和关键。声振祸合系统的灵敏度分析可以方便、快速地对乘坐舱
室结构进行动态修改而达到降低噪声的目的,是优化设计的基础。
本文的工作是结合大型结构分析和优化软件工的方法和功能,开展声
结构藕合系统的振动分析及灵敏度分析的方法研究。主要工作如下
建立声一结构祸合系统的有限元模型。
实现了声一结构祸合系统频率、模态、响应分析的有限元数值方法,并
对不同方法的精度和效率作了比较。
‘对声一结构祸合系统进行动力灵敏度分析,计算系统动力特征量自振
频率灵敏度和动力响应量声压级响应灵敏度。
本论文的研究工作受国家自然科学基金重点项目“祸合系统的多学科优化设
计理论与数值方法”的资助。
关键词噪声声学设计声振祸合有限元振动分析灵敏度分析
声一结构祸合系统振动分析和灵敏度分析
绪论
噪声控制和声学设计,与人类日常的生产、生活密切相关,是工程界普
遍关心的问题。其中,车、船、飞机等交通工具的舱室噪声是影响安全驾
驶的重要因素一,也是乘坐舒适性的重要指标评价,因而室内噪声问
题越来越引起人们的高度重视。在设计阶段,对声一结构祸合系统进行有效的理
论和数值分析,改善声学特性,对工程领域具有重大的理论和应用意义
本论文结合大型结构分析优化程序系统,开展了声一结构藕合系统的振
动分析和灵敏度分析的方法研究,为这类系统的性态优化设计提供理论依据和算
法基础。
本章将就课题的背景及意义、目前的研究现状和主要问题以及本文的主要工
作作详细的论述。
课题背景及意义
噪声与噪声危害
根据人类所处环境中声音的频谱构成,可以把声音分为乐音和噪声两大类。
但是一种声音是乐音还是噪声并不仅仅取决于它的频谱。就人们的主观感受而
言,可以认为噪声是一种在持续时间、强度或其他特征方面会对人们引起某种生
理、心理危害或影响日常生活的灾害
噪声污染已成为当今世界性的问题。最近半个世纪以来,随着工业的发展,
人为的噪声污染,尤其是交通噪声和施工噪声污染已经成为重要的物理环境特征
。许多国家都制定了相应的噪声标准,噪声限制也越来越严格。
噪声的主要来源是振动。环境中存在着各种各样的振动现象,而环境科学所
指的振动污染是指对人体及生物带来有害影响的振动。振动会引起人体内部器官
的振动或共振,从而导致疾病的发生,对人体造成危害,严重时会影响人们的生
命安全。因此振动污染是一种不可忽略的公害。振动以弹性波的形式在基础、地
板、墙壁中传播,并在传播过程中向外辐射噪声,这也是一种噪声污染
噪声污染是一种物理污染,其危害是多方面的、严重的,必须引起人们
的足够重视。主要危害分述如下
引起听力损伤引起疾病影响人们的休息和睡眠干扰人们的谈话、听广
播、打电话、上课等日常活动对建筑物和仪器设备也有危害。
显而易见,噪声对人类的危害是不可忽视的。现代科学技术的进步要求我
们开展噪声及噪声控制理论、方法的研究,以改善人类的生活和工作条件,创造
舒适的声环境。因此,这一领域的探索和研究具有重要的应用价值。
噪声振动控制
如前所述,噪声污染是一种物理性污染,它的特点是局部性和无后效性。声
声一结构祸合系统振动分析和灵敏度分析
源停止辐射,噪声污染就消失了。
为控制噪声,应针对噪声源、传播途径和接收者这三个环节采取相应的措施,
即声源控制、传播途径控制和保护接受者。主要方法是
声源控制。这是噪声控制中最根本和最有效的手段,也是近年来最受
重视的问题。其内容是研究各种声源的发生机理、控制和降低噪声的
发生等。
沪、
‘内
、‘
矛传播途径控制。这是最常用的方法,主要有隔声、隔振处理以及隔声
屏障、隔声间的使用等
内、
﹂、
、产吸声处理。这是降低室内噪声的一种有效措施。通过布置吸声材料或
装备的方法,直接吸收声,降低室内的混响声,从而达到降噪的目的。
了、
、消声。可有效地用于降低管道中的噪声。方法是通过吸声、共振吸声
或反射部分声能,降低管道中的噪声。
亡、

、了对接收者