發(fā)布時間：2020-06-27 13:15

【摘要】：蜂窩夾層結(jié)構(gòu)因具有質(zhì)輕、比強度和比剛度大的獨特優(yōu)點,同時還具有抗失穩(wěn)、耐疲勞老化、隔熱、隔聲、減振等特點而被廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域,傳統(tǒng)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)以六邊形蜂窩為主,現(xiàn)用圓形蜂窩替代六邊形蜂窩從而構(gòu)成圓形蜂窩夾層結(jié)構(gòu),以其為研究對象,由于圓形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的沖壓實驗研究較為廣泛,而面內(nèi)力學(xué)性能的研究相對較少,故本文首先以此為出發(fā)點,對比分析了六邊形及圓形蜂窩結(jié)構(gòu)的面內(nèi)力學(xué)參數(shù),然后進一步對圓形及六邊形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲性能展開了深入研究。首先,對圓形及六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)的面內(nèi)力學(xué)參數(shù)進行了對比分析。本文采用等效原理對蜂窩結(jié)構(gòu)進行等效分析,對面內(nèi)等效彈性模量、等效抗壓強度和等效屈服強度這三個主要參數(shù)進行對比,得出當(dāng)蜂窩壁厚增加時六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)的彈性模量和強度均小于密排圓形蜂窩結(jié)構(gòu),從而說明密排圓形蜂窩結(jié)構(gòu)具有面內(nèi)力學(xué)性能優(yōu)勢。其次,對圓形及六邊形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲性能進行了分析。本文采用聲波傳遞法求解了聲波經(jīng)過蜂窩夾層結(jié)構(gòu)之后的入射波和透射波,進而求出入射聲功率和透射聲功率,最后得出吸聲系數(shù)理論計算公式,分析得出蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲效果不理想,從而反映了傳統(tǒng)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)具有良好隔聲性能,但吸聲性能較差。為了提高蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲性能,故將蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的上表面進行微穿孔以增大吸聲效果,以及將聲阻尼即微穿孔板內(nèi)置于蜂窩芯中,運用聲電類比法得出內(nèi)置微穿孔板蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)理論計算公式,并用comsol的仿真計算結(jié)果驗證了理論計算的正確性。最后,對內(nèi)置聲阻尼的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)進行了分析驗證。基于已經(jīng)得到驗證的內(nèi)置微穿孔板蜂窩夾層結(jié)構(gòu)吸聲系數(shù)計算公式,進而分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對吸聲系數(shù)的影響,結(jié)果表明,內(nèi)置微穿孔板的穿孔直徑較小時對吸聲效果有明顯提升。然后將另一種聲阻尼即薄板內(nèi)置于蜂窩芯中且使其形成一定的高度比時,蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲頻帶得到拓寬,吸聲系數(shù)有所增大,從而說明內(nèi)置薄板也可提升蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲效果,然后分析內(nèi)置雙層微穿孔板時,改變結(jié)構(gòu)參數(shù)時對吸聲系數(shù)的影響,最后對聲阻尼類型進行對比分析,得出吸聲效果較優(yōu)的內(nèi)置聲阻尼蜂窩夾層復(fù)合結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V214.6
【圖文】：

南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論第 1 章 緒論1.1 引言蜂窩夾層結(jié)構(gòu)是一種由上下面板和中間蜂窩結(jié)構(gòu)粘結(jié)而成的仿生優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)，其最早是以開口鋁蜂窩的形式于 20 世紀(jì)四五十年代在軍機上應(yīng)用，由于上下面板一般都選擇輕質(zhì)材料板且中間的蜂窩芯層為薄壁背腔結(jié)構(gòu)，因而整體結(jié)構(gòu)具有質(zhì)輕、比強度和比剛度大的獨特優(yōu)點[1]，同時還具有抗失穩(wěn)、耐疲勞老化、隔熱、隔聲、減振等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于航空航天、機械、交通等多個行業(yè)，尤其在航空領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其主要應(yīng)用于飛機機翼、整流罩、機身等位置[2]，結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-1 所示。

表 1-1 蜂窩夾層結(jié)構(gòu)比強度及比剛度相對彎曲剛度/比值1 7 37相對彎曲強度/比值1 3.5 9.25密度/比值 1 1.03 1.06復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的上下面板材料有鋁合金、鈦合金等復(fù)合材料，根據(jù)復(fù)合材料中增強材料的幾何形狀，復(fù)合材料可以分為顆粒復(fù)合材料，層合復(fù)合材料，纖維增強復(fù)合材料[4]，其中纖維增強復(fù)合材料的纖維有玻璃纖維、硼纖維、碳纖維、芳綸纖維等，由于鋁蜂窩和芳綸紙蜂窩具有壓縮模量高和質(zhì)量輕的優(yōu)點，使其成為飛機結(jié)構(gòu)上使用較為廣泛的夾芯材料[5]。

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本文編號：2731863