文献综述(或调研报告):
铝蜂窝夹心板有很好的隔声性能,同时具有高强、轻质的的特性,但是这些特性对制作工艺都有一定的要求,铝蜂窝板普遍运用于建筑装饰工程,在建筑物外部的幕墙工程和室内的隔断和天花装修等地方都有大量运用,它们在使用中对隔声的要求很高,蜂窝板的声传递特性是怎样的,各种参数[1]对其隔声性能有什么影响,这都对了解蜂窝板的特性有很大的作用,所以很有必要研究蜂窝板的声传递特性。
针对铝蜂窝夹层板蜂窝芯结构的声学分析,最多的是蜂窝芯面内等效参数的研究工作,最早Allen提出的蜂窝芯简化模型[1]得到了广泛的应用,根据Gibson 提出的胞元材料理论[1],应用梁的弯曲变形理论[1-2]建立了蜂窝材料的面内等效刚度模型,根据能量法来建立蜂窝芯尺寸和等效参数间的关系,目前, 针对Bernoulli-Euler梁法[3]计算蜂窝芯等效参数的不足,利用数值模拟技术,通过对不同尺寸的正六边形蜂窝芯蜂窝板进行数值模拟,给出铝蜂窝板的等效参数和几何尺寸的变化关系。蜂窝夹层板结构蜂窝夹芯处于“反平面”应变状态。假定上、下蒙皮服从Kirchhoff 假设[4-5],即假定蜂窝夹层板结构蒙皮只能承受面内应力,忽略了其抵抗横向切应力的能力。将蜂窝夹层板结构上、下蒙皮与蜂窝夹芯的作用区分开来,从而简化了分析,但蜂窝夹芯相对于蒙皮有一定的厚度,忽略了其面内刚度和弯曲刚度会导致较大误差。之后出现了一些就蜂窝芯模型考虑蜂窝夹芯面内刚度的蜂窝夹层板壳结构分析模型[6],将夹芯视为服从剪切变形理论的正交各向异性层[7],在确定了蜂窝夹层板蜂窝夹芯面内等效材料参数后再进行求解,等效板理论是将整个蜂窝夹层板结构等效成等刚度的各向同性板,然后根据刚度相等来推导出等效各向同性板的弹性模量和厚度,再根据质量相等来推导出等效各向同性板的密度。
声学研究有各种各样的方法,首先是对蜂窝板结构的振动特性研究,有Reiss-ner理论, Hoff理论以及杜华庆理论[8], 但是这些理论考虑的结构振动和声学耦合的研究还不够充分。考虑上下板面与芯层的相互作用[9],Xin等[10]建立了有限大双层隔板结构(层芯为封闭的空腔)的理论模型,实现了对此种结构的全面考察(含边界条件),还发现声速势能法具有很好的拓展性[9-11],基于Hamilton变分原理[9-11],Ruzzene[9-11]建立了蜂窝芯层的振动和声辐射性能的有限元模型。还有运用统计能量分析法[11]研究蜂窝板结构的声传递损失,其精确性依赖于模态密度、内部损耗因子和结构损耗因子。
[1] 冯玉良,铝蜂窝夹层板动态特性的不确定性分析及实验研究,2011,4.
[2] 盛胜我,有限元法在声学中的运用,同济大学声学所,2014,10
[3] 李叙生,胶接铝蜂窝及其夹层结构件的制造[J].战术导弹技术,1980,4.
[4] 任树伟,辛锋先,卢天健等.蜂窝层芯夹层板结构振动与传声特性研究[J].力学学报,2013,45(3):349-358.DOI:10.6052/0459-1879-12-280.
[5] Ha KH ,Finite Element Analysis of Sandwich Construction: ACritical Review,Sandwich Constructions,1991
[6] 王飞,庄守兵,虞吉林.用均匀化理论分析蜂窝结构的等效力学参数[J].力学学报,2002,34(6).
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