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板结构声振响应随机能量流分析的试验验证

2018-05-02侯向阳

振动与冲击 2018年8期

游 进, 侯向阳

(中国空间技术研究院 载人航天总体部, 北京 100094)

飞行器经历的气动、噪声、振动及冲击等动力学环境大部分具有宽频特点,而飞行器结构设计普遍使用大量轻质薄壁构件以降低结构重量,使飞行器结构呈现显著的中高频响应特征。目前中高频声振响应分析一般采用基于能量的分析方法,主要包括统计能量分析(Statistical Energy Analysis, SEA)及能量流分析法(Energy Flow Analysis, EFA)。SEA是一种较为成熟的高频响应预测方法,计算效率高,但由于理论模型的限制仅能给出子系统的平均响应,且子系统的几何特征、载荷及阻尼的空间分布等因素对响应的影响均不能得到有效反映,使SEA在应用上存在较大局限。EFA是一种基于波动理论的能量流方法,其控制变量是局部平均的能量密度,一般采用有限元法进行数值求解,结果可描述响应在空间上的变化,且子系统的几何特征和载荷分布的影响均能反映。EFA克服了SEA无法预测响应在子系统空间上变化的不足,应用上具备较多优势,具有很好的发展前景。

EFA的适用范围近年来不断得到拓展。Kwon等[1]导出曲壳结构的弯曲振动能量流方程, Song等[2]将EFA用于有非保守连接的耦合梁结构,孔祥杰等[3]通过修正群速和阻尼项,使EFA可考虑局部阻尼的影响,Xie等[4]基于EFA预测了杆结构的高频瞬态响应。Zhu等[5]提出了结合传统有限元与EFA的混合方法,以解决刚-柔复合结构的中频响应预测问题。Kong等[6]研究了EFA用于板结构的有效性,表明结构内是否形成混响场对EFA的预测精度有较大影响,需指出的是Kong等的研究针对的是单频激励的情况。……

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