考虑声振耦合的平板结构声振特性优化研究.pdf

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1、第35卷第3期噪声与振动控制Vbl35NO．32015年6月NOISEANDVIBRLTIoNCoNTROLJun．2015文章编号：1006．1355(2015)03．0087．05考虑声振耦合的平板结构声振特性优化研究周奇郑，王德石，李永哲(海军工程大学，武汉430033)摘要：研究多个动力吸振器优化结构的声振特性。根据Hamilton变分原理建立多个动力吸振器一平板一介质系统的声振耦合动力学方程，给出简支边界条件下耦合方程的解；以吸振器的质量、刚度、阻尼和位置为设计变量，以平板结构表面平均振速级和辐射声功率级为优化目标，采用遗传算

2、法进行优化研究。研究表明：在一定频段内，单个动力吸振器能够降低优化目标10dB左右，采用多个动力吸振器能够控制结构较宽频带的噪声；对于水下结构，可采用两个动力吸振器进行优化，但不能将空气中吸振器的优化结果直接用于水下结构。研究结果可为动力吸振器的减振降噪设计提供理论依据。关键词：振动与波；声振耦合；平板；动力吸振器；遗传算法；声振优化中图分类号：TB53文献标识码：ADOI编码：10．3969／j．issn．1006．1335．2015．03．019Vibro——acousticCharacteristicOptimizationofP

3、latesConsideringVibro--acousticCouplingZHOUQi-zheng，WANGDe—shi，LIYong-zhe(NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Theproblemofvibro-acousticcharacteristicoptimizationofaplatewithdynamicvibrationabsorberswasinvestigated．Thevibro—acousticcouplingequationsof

4、theabsorber-plate-mediumsystemwereformulatedbasedonHamiltonvariationalprinciple．Thesolutionsofthecouplingequationsundersimply-supportedconstraintconditionweregivenbymodalexpansionmethod．Takingthemass，stiffness，dampingandlocationofthevibrationabsorberasdesignvariables，and

5、theacousticradiationpowerlevelandthesurfacequadraticvelocitylevelastheobjective，theplate—absorberssystemWaSoptimizedbymeansofthegeneticalgorithm．TheresultsrevealthatasingledynamicvibrationabsorberCanreducetheoptimizationobjectiveby10dBinsomefrequencyspectrumband，whileusi

6、ngmultiplevibrationabsorbersCancontrolthenoiseinawiderspectrumband．Forunderwaterstructures，theoptimizationcanberealizedbyusingtwoabsorbers．Buttheoptimizationresultsoftheabsorbersintheaircannotbeusedintheunderwaterstructuresdirectly．Theresultsofthisworkcanbeusedtodesignth

7、edynamicvibrationabsorbersforvibrationandnoisecontrolofstructures．Keywords：vibrationandwave；vibro-acousticcoupling；plate；dynamicVibrationabsorber；geneticalgorithm；vibro-acousticoptimization结构声振优化设计是采用附加质量、动力吸振耦合，使得系统的声振研究变得更为复杂。由于水器等方式改变结构表面速度分布，使结构成为弱辐介质的特性阻抗是空气的三千多倍，对于

8、水下结构射体。在多个动力吸振器一结构．介质系统中，吸振的声振优化问题必须考虑流体介质对结构的反作器与结构的振动耦合以及结构振动与其表面声压的用。因此，本文将研究含声振耦合效应平板结构声振特性的优化问题。收稿