基于声辐射控制的板结构优化设计

左曙光，魏 欢，严新富，李徐刚

（同济大学 汽车学院，上海201804）

汽车乘坐室内的噪声除了小部分通过缝隙、孔洞等传入外，其余大部分都是由乘坐室周围的板件振动引起的辐射噪声[1].也就是说，车身板件的振动辐射噪声是车内最直接、最主要的噪声源.因此，对板件的辐射噪声进行控制是降低乘坐室噪声最直接有效的方法.

对薄板结构来说，一般情况下，由弯曲波所引起的横向振幅比横波和纵波大得多，因此弯曲波产生的声辐射是结构辐射噪声的主要来源[2].另外，关于声辐射模态理论的研究表明，结构声辐射效率的高低与其表面振速分布有较大的关系.在一定频率范围内，某些振速分布可以实现较小的声辐射效率，因此，优化控制结构的表面振速分布对于降低结构的辐射噪声非常有效[3].目前很多学者对结构振动的主动控制进行了大量的研究，并已取得一定的成果[4－5]，怎样合理地运用声辐射模态理论来设计低辐射效率板件目前尚无成熟的理论方法.本文以工程中典型的矩形板结构为研究对象，从声辐射模态理论出发，分析讨论了影响板结构声辐射的主要因素，由此提出了优化板结构声辐射的2种方案，并对这2种方案进行了数值计算，对结果进行了简单分析.

1 板结构声辐射特性分析

根据文献[6]的研究内容可以知道，对于离散成N个微小单元的板结构来说，其在振动频率ω下的声辐射功率W（ω）可以由下式计算得到：

式中：ρ为介质密度，c为该处介质振动速度，ρc为声场介质的特性阻抗率；……