统计能量分析(statistical energy analysis,SEA)是复杂耦合系统中、高频动力学特性计算的有力工具.本文以波传播理论和SEA的基本原理为基础,研究周期加筋板中弯曲波传播特性.分析了周期结构的频率带隙特性和加强筋对板上弯曲波的滤波...
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统计能量分析(statistical energy analysis,SEA)是复杂耦合系统中、高频动力学特性计算的有力工具.本文以波传播理论和SEA的基本原理为基础,研究周期加筋板中弯曲波传播特性.分析了周期结构的频率带隙特性和加强筋对板上弯曲波的滤波特性对SEA计算结果的影响规律,发现经典SEA由于忽视了加筋板中物理上不相邻子系统间存在的能量隧穿效应,而导致响应预测结果产生最高近40 d B的误差.为了解决这一问题,本文应用高级统计能量分析(advanced statistical energy analysis,ASEA)方法,考虑能量在不相邻子系统间的传递、转移和转化的物理过程,从而大幅提高子系统响应的预测精度,将误差在大部分频段降低至小于5 d B.设计了模拟简支边界条件的加筋板振动测试实验装置,实验测试结果与有限元结果符合较好,对理论模型进行了验证.
应用了一种等效方法计算敷设声学覆盖层无限长圆柱壳体水下声散射特性.等效方法的核心是忽略复杂声学覆盖层内部的声学结构,将其作为具有等效材料参数的均匀阻尼层进行建模,该均匀阻尼层具有和原覆盖层相同的复反射系数.进而,应用COMSOL Multiphysics软件建立敷设均匀阻尼层圆柱壳体的有限元模型并求解其声散射特性.等效方法的关键是等效材料参数的获取.采用充水阻抗管实验和有限元数值实验两种方法获取声学覆盖层贴敷在与壳体具有相同厚度、相同材料背衬条件下的复反射系数,在此基础上,基于遗传算法反演材料的等效参数.研究表明,等效参数具有频变特性,且尽管等效杨氏模量和等效泊松比在频率范围内存在较大波动,但是等效前后复反射系数仍保持一致.为了验证等效方法求解壳体声散射特性的准确性,同时建立了敷设声学覆盖层壳体的完整有限元模型,将覆盖层内部声学结构进行精细建模,并求其声散射特性.结果表明,两种方法求得的形态函数符合得较好,在整个频率范围内平均误差大约为1 d B.
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