用有限元法对穿孔板结构和正三棱柱穿孔板结构的模态分析

论文摘要

本文通过有限元法利用计算机模拟来研究穿孔板和正三棱柱穿孔板结构的模态频率并比较两者在同一参数下的模态分布和频率随阶次变化关系。首先,本文在有限元理论和声波方程的基础上,以墙面穿孔板和空间吸声体为研究对象,利用大型有限元软件ANSYS对穿孔板和正三棱柱穿孔板的模态进行分析比较,详细论述了穿孔板和正三棱柱穿孔板结构的模态频率同穿孔板厚度、穿孔直径、穿孔率、材料之间的变化规律,以及两者的模态分布情况。其次,本文以穿孔板和正三棱柱穿孔板结构为例,因两者空腔变化程度不同,根据穿孔板材料、穿孔板厚度、穿孔率、穿孔直径,比较两者的模态分布和频率随阶次增加而变化的规律,并得出具体结论:(1)在改变任何一个参数时,它们的频率均有变化,但对它们的模态分布影响不大。(2)在参数改变时,二者的频率和阶次关系变化规律基本一致,穿孔板频率随阶次增加而基本呈一条斜线式递升,而正三棱柱吸声体则呈台阶式递增。(3)在改变任何一个参数时,正三棱柱穿孔板频率比穿孔板频率均是先大后小。(4)在不同的空腔变化下,四个参数对穿孔板和正三棱柱穿孔板结构频率的影响程度为:当达到第五十阶次时,频率变化幅度最大的是材料的影响,其次是穿孔率和厚度的影响,频率变化幅度最小的是穿孔直径的影响。本文的研究结果可为声学工程师及建筑师提供穿孔板和吸声体设计的参考资料。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 模态分析
• 1.2 吸声材料的发展概述
• 第二章 吸声结构的有限元理论与应用
• 2.1 有限元基本理论与应用
• 2.2 基于ANSYS 的吸声结构分析
• 2.3 声的波动方程
• 2.4 吸声材料和吸声结构
• 第三章 用有限元法对正三棱穿孔板结构模态的分析
• 3.1 正三棱穿孔板结构模型的建立
• 3.2 厚度对正三棱柱穿孔板结构模态的影响
• 第四章 用有限元法对穿孔板吸声结构的模态分析
• 4.1 穿孔板有限元模型的建立
• 4.2 穿孔板吸声结构的模态分析
• 4.3 穿孔板参数对模态的影响
• 4.3.1 厚度对模态及频率的影响
• 4.3.2 穿孔率对模态及频率的影响
• 4.3.3 穿孔直径对模态及频率的影响
• 4.3.4 穿孔板材料对模态及频率的影响
• 4.4 模态分析结论
• 第五章 穿孔板与正三棱柱穿孔板的模态分析比较
• 5.1 穿孔板与正三棱柱穿孔板结构模型的比较
• 5.2 参数对穿孔板与正三棱柱穿孔板结构模态影响的比较
• 5.2.1 穿孔板材料厚度对模态的影响
• 5.2.2 穿孔板穿孔直径对模态的影响
• 5.2.3 穿孔板穿孔率对模态的影响
• 5.2.4 穿孔板穿孔材料对模态的影响
• 5.3 模态分析比较总结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文的主要研究目的和内容
• 6.2 结论
• 6.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录