[發明專利]一種多孔橡膠材料構件及其全頻程振動聲學性能分析方法

有效

• 申請號: 201110032590.2
• 申請日: 2011-01-29
• 公開（公告）號: CN102094922A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 應申舜;盧奐采;姜偉
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F16F1/377
• 分類號: F16F1/377;G06F17/50
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.一種多孔橡膠材料構件，其特征在于：包括一體結構的薄覆蓋層和開孔吸聲層，所述薄覆蓋層和開孔吸聲層均是橡膠材料，所述開孔吸聲層的開孔是盲孔。

2.根據權利要求1所述的一種多孔橡膠材料構件的全頻程振動聲學性能分析方法，是采用有限元-統計能量混合分析方法對所述多孔橡膠材料構件的振動聲響應的相關參數進行數值分析，所述相關參數包括流體屬性、流體-彈性體耦合特性、彈性體屬性，所述流體屬性包括：流體密度、聲音在流體中的傳播速度、動態粘度、絕熱指數、普朗特數；所述流體-彈性體耦合特性則包括：流阻、開孔率、彎曲度、粘性特征長度、熱特性長度；所述彈性體屬性包括：彈性體密度、彈性體楊氏模量、萡松比、損耗因數；并通過改變開孔率、孔徑宏觀參數、彈性模量以及材料密度的數值來觀察所述多孔橡膠材料構件的振動聲學性能的變化；其分析步驟如下：

A.建立多孔橡膠材料構件的有限元-統計混合分析模型，所述薄覆蓋層是有限元模型，所述開孔吸聲層是以噪聲控制處理的形式，敷設到有限元模型上，所述多孔橡膠材料構件的孔腔、聲輻射的半無限自由聲場、激勵橡膠板的散射聲場均采用統計能量分析模型；

B.構建統計能量分析模型的直接場動態剛度矩陣，將直接場動態剛度矩陣耦合到有限元模型中，以產生整體動態剛度矩陣Dtot；

C.根據公式(1)，(2)和(3)，計算公式(4)，得出功率平衡方程中出現的不同項；

Pin,jext=(ω/2)ΣrsIm{Ddir,rs(j)}(Dtot-1SffDtot-1*T)rs---(1)]]>

ωηjknj=(2/π)ΣrsIm{Ddir,rs(j)}(Dtot-1Im{Ddir(k)}Dtot-1*T)rs---(2)]]>

ωηd,j=(2πnj)ΣrsIm{Dd,rs}(Dtot-1Im{Ddir(k)}Dtot-1*T)rs---(3)]]>

ω(ηj+ηd,j)Ej+Σkωηkjnj(Ej/nj-Ek/nk)=Pin,jext---(4)]]>

表示直接場對統計能量分析模型j的平均輸入功率；代表第k個統計能量分析模型，在頻率ω處的直接場動態剛度矩陣，D_d是有限元模型的動態剛度矩陣，D_tot是有限元模型動態剛度矩陣，被各統計能量分析模型的直接場動態剛度矩陣增廣后的總動態剛度矩陣，即有限元模型的動態剛度矩陣D_d與混合連接處動態剛度矩陣的線性疊加；符號.^-1*T表示矩陣的共軛轉置并求逆的運算；E_j和n_j、E_k和n_k分別表示統計能量分析模型j、k的在混響場中所具有的能量和模態密度；η_jk表示統計能量分析模型j傳遞到統計能量分析模型k時的耦合損失系數，η_kj表示統計能量分析模型k傳遞到統計能量分析模型j時的耦合損失系數；

D.求解功率平衡方程或得各個統計能量分析模型的能量E_j；

E.根據統計能量分析模型能量，應用公式(5)求解有限元模型的響應；

Sqq=Dtot-1[Sff+Σk(4Ekωπnk)Im{Ddir(k)}]Dtot-1*T---(5)]]>

其中，S_qq表示響應q的互譜矩陣。