学术前沿 | 三维拉胀蜂窝芯对浅层夹层圆柱壳中声音传输损耗行为的影响

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-10-22 21:07

正文

本研究的主要目的是研究具有三维拉胀蜂窝芯的浅夹层圆柱壳中的声传输损耗（STL）。首先采用三维弹性理论，应用状态向量法，提取局部传递矩阵和全局传递矩阵，计算了包括拉胀蜂窝芯在内的圆柱壳体的STL关系。随后，应用边界条件计算未知数，最终得到计算结构内STL的关系。利用MATLAB软件对推导出的方程式进行了数值求解。通过与其他研究人员的研究结果进行比较，验证了使用该方法得到的结果的有效性。此外，还考虑了拉胀蜂窝芯和质量相同的铝，对曲率半径与厚度的大比进行了比较。结果表明，与具有相同质量的材料相比，当使用这种拉胀蜂窝堆芯时，STL显著增加。具体来说，在频率为2 Hz时，当岩芯厚度从10.39 mm增加到20.39 mm时，STL显著增强了约29.44 %。此外，还获得了不同厚度、曲率半径和入射角的STL结果。

本文采用半解析方法研究了具有拉胀蜂窝增强铁芯的浅夹层圆柱壳的声传输损失。利用MATLAB软件中的三维弹性理论和数值解，得到了不同壳层、三维拉涨增强层和频域平面波辐射角的几何尺寸的结果。研究结果表明，包含一个质量相当于1毫米厚铝壳的三维拉胀蜂窝芯会显著影响声传输损失。这种效应在超过环频率的频率特别明显，因为核心在质量控制区域的旋转惯性。在频率低于环形频率时，拉胀材料的低弹性模量是主要因素，与相同质量的铝相比，声音传输损失减少。此外，在频率低于环频率时，结构曲率半径的增加导致曲率降低，从而降低了结构的刚度，从而降低了声传输损失。