含吸声层和阻尼层叠层板的动力学建模研究

陆 静，王 青，陈 莎，王宇翔

(1. 广西科技大学 机械与交通工程学院，广西 柳州 545006；2.广西汽车零部件与整车技术重点实验室，广西 柳州 545006)

多孔介质材料可以高效可靠地控制结构的噪声，而阻尼材料具有良好的减振性能，因此，同时敷设多孔介质材料和黏弹性阻尼材料的复合结构可以有效提高结构的抗振性、稳定性，并大幅降低结构噪声，减振降噪的效果非常显著。另一方面，含吸声层和阻尼层的叠层结构还具有简单可靠、价格低廉等特点，因此，此类复合结构在工程中有广泛的应用。但是，现有文献的研究对象多是仅含多孔介质材料或仅含黏弹性材料的简单叠层结构，对于同时敷设多孔介质材料和黏弹性阻尼材料复合板的研究较少。目前，分析层合板动力学特性常用的方法为解析法、有限元法和半数值半解析方法。1994年，Theodorakopoulos等[1]采用傅里叶级数展开的方式求解了四边形简支多孔介质薄板的弯曲振动问题。Kerwin[2]首次建立了含黏弹性阻尼材料普通夹芯板的动力学方程，但是该理论仅在黏弹性阻尼材料的阻尼系数较小并且约束层厚度较薄时才适用。解析法具有非常高的求解精度和稳定性，但它仅适用于简单规则的结构和特定的边界条件，应用范围很小，有限元法逐渐成为分析层合板的主要手段。Johnson[3]将复合板分为三层夹芯结构，用有限元软件NASTRAN分析了夹层板结构频率和损耗因子。Yamaguchi等[4]通过多孔介质薄板内部流体的三维离散方程得出内部流体的位移表达式，结合骨架的控制方程建立了多孔介质薄板的整体动力学方程，进而建立了叠层多孔介质薄板的有限元近似模型，对含多孔介质叠层板的阻尼振动特性进行了分析。……