汽车车身顶板的力学与声学性能研究开题报告

全文总字数：4538字

1. 研究目的与意义

汽车顶板属于夹层结构，夹层结构具有较高的刚度质量比，是典型的轻质结构，目前已经广泛应用于航空航天、建筑等行业，并且正日渐被应用于汽车工程领域。不可否认，夹层板在带来高刚度质量比的同时，也带来了结构振动噪声问题。所以夹层板的隔声能力一直是研究人员关注的重要科学问题。随着计算机技术的发展，利用数字化设计方法研究产品的性能成为可能，这有利于降低产品开发成本，缩短产品开发周期。

2. 国内外研究现状分析

1夹层板简介

汽车顶板属于夹层结构，夹层结构一般由两层面板和夹芯层组成，具有较高的刚度质量比，是典型的轻型结构，目前已经广泛应用于航空航天、建筑等行业，并且正日渐被应用于汽车工程领域。不可否认，夹层板在带来高刚度质量比的同时，也带来了结构振动噪声问题。所以夹层板的隔声能力一直是研究人员关注的重要科学问题。随着计算机技术的发展，利用数字化设计方法研究产品的性能成为可能，这有利于降低产品开发成本，缩短产品开发周期。

最早的关于夹层板隔声性能的研究是美国的bbn公司的kurtze和water把夹层板在空气声激励下的行进波分解为剪切波和弯曲波，应用等效电路法，得出整个夹层板的特性阻抗，从而把隔声量与结构特征的相互联系通过波阻抗与结构参数间的关系来反应。之后，经过许多人的努力，在前人的基础上建立了夹层板的隔声优化理论。80年代初，narayanan和shanbhag导出了只适用于阻尼复合板的传声损失以及吻合频率f_c与粘弹性芯层的几何参数、物理参数以及声场入射角的关系式。而chonan和kugo的分析法更为完备，对于对称结构和非对称结构阻尼复合板的隔声量计算同样适用。但是，chonan和kugo的理论分析需要用到复合板各层界面上应力和位移连续以及复合板两侧声压和空气质点速度连续的条件，隔声量的计算过程比较复杂，若对隔声量进行优化，数学模型不便建立。近年来，陈端石、骆振黄根据无限大弹性体和粘弹性体的波传递理论，给出了适合于任意层弹性一粘弹性阻尼复合板传声损失计算的传递矩阵法，从而使阻尼复合板的传声损失计算问题在很大程度上得到简化^[1]。

3. 研究的基本内容与计划

（1）学习声学基本知识，掌握常用的隔声方法与隔声性能评价。查阅相关资料，了解夹层结构隔声的相关概念，掌握有关夹层结构隔声研究的现状，撰写文献综述和开题报告，完成开题。

（2）学习ANSYS软件中的结构与声学分析模块，以单层板为例开展探索性结构与声学建模分析研究。

（3）基于ANSYS软件，建立汽车夹层顶板的结构与声学分析模型。

（4）基于所建立的夹层顶板的结构与声学分析模型，研究夹层顶板的力学性能和声学性能。

4. 研究创新点

探讨夹层顶板的结构与声学性能影响因素，为汽车夹层顶板的优化设计提供方向。