振动梁的体积位移及声辐射灵敏度研究.pdf

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1、学校代码10406分分分类类类号号号TB535密密密级级级学学学号号号080080202101080080202101080080202101题题目题目振动梁的体积位移及声辐辐辐射射灵敏度研究射灵敏度研究作者谭谭谭谭斐斐斐斐学科学科、学科、、、专专专专业业业业机械机械电子工程机械电子工程电子工程电子工程指指指指导导导导教教教教师师师师吴吴吴吴锦锦锦锦武武武武申请学位日期2020201120111111年年年年4444月月月月学校代码：10406分类号：TB535学号：080080202101南昌航空大学硕硕硕士士士学学学位位位论论论文文文（学位研究生）振动梁梁的梁的的体积位移的体积位移及声辐

2、射灵敏度研究硕士研究生：谭斐导师：吴锦武副教授申请学位级别：硕士学科、专业：机械电子工程所在单位：航空制造工程学院答辩日期：2011年6月授予学位单位：南昌航空大学ResearchonVolumeDisplacementandSoundRadiationSensitivityforaVibratingBeamADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnMechanicalandElectronicEngineeringbyTanFeiUndertheSupervisionofAssociateProf.WuJinwuAeronauticalManu

3、facturingEngineeringdepartmentNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune9th,2011摘要近年来，中低频噪声控制逐渐成为具有挑战的研究课题，目前业界普遍认为有源结构声学控制(ActiveStructureAcousticControl，ASAC)是解决这一难题的最有效的方法。它的优点是在中低频率时，能够更有效地控制结构声辐射。在有源结构声学控制系统中，误差传感策略是其中关键的一环，而抵消体积位移法是一种有效的误差传感策略。为求取任意边界振动梁体积位移，本文提出一种新型振动梁的体积位移传感器设计方法。基于ADM(A

4、domiandecompositionmethod，简称ADM)以及一些的数学运算，求出任意边界梁的结构模态形状二阶空间导数的闭环级数解，通过模态法设计出特殊形状的PVDF(polyvinylidencefluioride)传感器，使PVDF输出信号为所需要的振动梁体积位移。以悬臂梁为例，采用一组PVDF阵列测量了其局部体积位移。在悬臂梁局部表面粘贴一组相同形状的矩形PVDF薄膜作为传感器，通过设计这组PVDF输出的加权系数，得到悬臂梁的局部体积位移。同时PVDF传感器的加权系数与激励力类型、幅值和位置无关。为研究振动梁的声辐射灵敏度，利用声辐射模态模型处理声辐射环节,将振速用声辐射模态展开

5、,把求解声功率灵敏度问题转化成求解结构振速对设计变量求导的问题，接着利用有限元振动模型处理结构振动环节,求取结构振速响应，最终将结构的声辐射灵敏度问题转化成求解结构刚度矩阵、阻尼矩阵与质量矩阵的灵敏度问题。为对低频PVDF传感器阵列测量振动梁体积位移进行实验验证，选取悬臂梁的体积位移进行测量，并将PVDF测量结果与加速度计测量得到的精确值进行比较。实验结果表明，利用PVDF作为误差传感器来测量振动梁体积位移是完全可行的。关键词关键词：关键词：：：体积位移，PVDF传感器，ADM，声辐射灵敏度IAbstractInrecentyearsmediumandlowfrequencynoisecon

6、trolincreasinglybecomesachallengingresearchtopic.Activestructureacousticcontrol(ASAC)isconsideredtobethemosteffectivemethodtosolvethisproblematpresent.Ithastheadvantageofmoreeffectivelycontrollingthestructuralacousticradiationatthelowfrequency.Errorsensingstrategyisoneofthekeyringsintheactivestruct

7、uralacousticcontrolsystemandvolumedisplacementcancellationisaneffectiveerrorsensingstrategy.Inordertoobtainthevolumedisplacementofabeamwitharbitraryboundary,anewsolutiontotheproblemoffindingtheshapeofpiezoe