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熱結構的聲振特性 版權信息
- ISBN：9787030671646
- 條形碼：9787030671646 ; 978-7-03-067164-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
熱結構的聲振特性 本書特色
本書具有較高的**性及先進性，可為高超聲速飛行器相關學科的研究者及設計者提供一定的參考依據。
熱結構的聲振特性 內容簡介
裝備結構服役時，受到溫度、濕度、振動及噪聲等多物理場的作用，其動態響應準確預測的難度顯著增加。針對裝備結構在復雜服役環境下的動態特性，本書通過理論建模、數值仿真和實驗驗證相結合，建立一套典型壁板結構在熱環境下的聲振特性分析方法，獲得結構振動和聲響應隨溫度的變化規律，從理論上解釋演化過程的原因，揭示熱載對結構動態特性的影響機理，發展針對幾何非線性和高頻響應預測問題的高效仿真計算方法，為復雜熱結構的聲振響應預測提供參考依據和技術手段，并對潮濕環境下復合材料壁板的聲振特性進行討論。 本書可作為力學、航空宇航、機械工程等專業高年級本科生和研究生的教學參考書，也可供相關領域研究設計人員參考閱讀。
熱結構的聲振特性 目錄
目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 結構服役環境 1
1.2 研究現狀 3
1.2.1 結構的熱振動研究 3
1.2.2 振動問題的高效數值計算 7
1.2.3 振動結構的聲響應研究 9
1.2.4 熱環境下的聲振響應研究 11
1.3 本書主要內容 12
第2章 結構熱、聲、振動多場問題 14
2.1 引言 14
2.2 熱振耦合問題 14
2.3 聲振耦合問題 15
2.4 熱、聲、振動多場作用問題 21
2.5 本章小結 21
第3章 熱環境下各向同性板的聲振特性 22
3.1 引言 22
3.2 受熱板的振動特性 22
3.2.1 受熱各向同性板的振動控制方程 22
3.2.2 簡支邊界理論解 26
3.2.3 固支邊界理論解 33
3.3 受熱板的聲特性 39
3.3.1 受熱板的聲輻射 39
3.3.2 入射聲對受熱板的作用 45
3.4 本章小結 50
第4章 熱環境下固支板的聲振實驗 52
4.1 引言 52
4.2 實驗系統 52
4.2.1 測試平臺及試件 52
4.2.2 測試條件 54
4.3 受熱固支板模態實驗 54
4.4 受迫振動及聲響應實驗 57
4.4.1 聲激勵響應測試 57
4.4.2 機械激勵響應測試 60
4.5 實驗結果的數值分析 63
4.6 本章小結 68
第5章 熱環境下夾芯結構的聲振特性 69
5.1 引言 69
5.2 受熱夾芯板的聲振特性理論分析 69
5.2.1 受熱夾芯板的控制方程 69
5.2.2 受熱夾芯板的固有振動特性 74
5.2.3 受熱夾芯板的聲振響應 76
5.2.4 理論模型驗證 79
5.2.5 分析與討論 81
5.3 受熱泡沫鋁夾芯板的聲振特性實驗 89
5.3.1 實驗對象及測試系統 89
5.3.2 熱環境的控制及測量 90
5.3.3 熱模態測試 91
5.3.4 機械激勵下的動態響應測試 92
5.3.5 聲激勵下的動態響應測試 93
5.4 本章小結 94
第6章 熱環境下層合結構的聲振特性 95
6.1 引言 95
6.2 受熱層合板的聲振特性理論分析 95
6.2.1 受熱層合板的控制方程 95
6.2.2 簡支邊界條件的理論解 99
6.2.3 理論解的數值驗證 100
6.2.4 振動及聲響應分析 101
6.2.5 非對稱與對稱層合板的比較 102
6.3 熱環境下層合板的聲振實驗 104
6.3.1 測試對象 104
6.3.2 固有振動測試 104
6.3.3 激勵響應測試 106
6.4 本章小結 107
第7章 熱屈曲結構的聲振特性 108
7.1 引言 108
7.2 熱屈曲對層合板聲振特性的影響 108
7.2.1 熱屈曲層合板的控制方程 109
7.2.2 簡支邊界的理論解 110
7.2.3 固支邊界的近似解 111
7.2.4 熱屈曲對聲振特性的影響 113
7.2.5 鋪層設計的影響 116
7.3 熱屈曲后固支板的聲振特性實驗 117
7.3.1 測試系統 117
7.3.2 測試環境 119
7.3.3 固有振動實驗 119
7.3.4 振動及聲響應實驗 123
7.3.5 測試結果的數值分析 128
7.4 梯度熱載對層合板聲振特性的影響 133
7.4.1 受梯度熱載層合板的控制方程 133
7.4.2 熱撓度及振動響應求解 134
7.4.3 梯度熱載的影響 137
7.5 本章小結 139
第8章 典型壁板結構的熱模態演變規律 141
8.1 引言 141
8.2 加筋板控制方程的建立及求解 141
8.2.1 加筋板內的能量 142
8.2.2 位移場離散 149
8.2.3 動力學方程 151
8.2.4 半解析求解 151
8.2.5 理論模型的驗證及分析 152
8.3 加筋板熱模態特性的仿真預測 162
8.3.1 加筋板有限元模型 162
8.3.2 溫度對加筋板模態的影響 163
8.3.3 加強筋尺寸對熱模態的影響 166
8.3.4 加筋方式對熱模態的影響 168
8.4 連接板熱模態特性的仿真分析 170
8.4.1 連接板有限元模型 170
8.4.2 連接方式對熱模態的影響 172
8.4.3 結構模態在熱環境下的交換現象 174
8.5 本章小結 179
第9章 熱環境下結構動力學響應的高效計算 181
9.1 引言 181
9.2 基于降階方法的非線性聲振響應預示 181
9.2.1 非線性系統的降階處理 181
9.2.2 兩種剛度系數求解方法的可靠性分析 184
9.3 實例分析與討論 188
9.3.1 固有頻率對比 188
9.3.2 非線性振動響應結果驗證 189
9.3.3 考慮聲壓相位差的非線性振動響應特性 190
9.3.4 熱環境下板的非線性振動響應特性 193
9.4 高頻響應的能量有限元分析 197
9.4.1 考慮熱效應的壁板能量控制方程 197
9.4.2 考慮熱效應的耦合板能量傳遞特性 201
9.4.3 非均勻熱環境下耦合板能量分析流程 203
9.4.4 均勻熱環境下簡支平板能量分析 204
9.4.5 非均勻熱環境下耦合板能量分析 208
9.5 本章小結 211
第10章 潮濕環境下結構的聲振特性 212
10.1 引言 212
10.2 濕度對正交各向異性板聲振特性的影響 212
10.2.1 濕振問題的數學模型 213
10.2.2 臨界屈曲濕含量 216
10.2.3 濕模態特性 216
10.2.4 受迫振動與聲響應 218
10.2.5 各向異性剛度對濕環境下聲振特性的影響 220
10.2.6 數值分析與對比 222
10.3 非均勻濕分布對結構聲振特性的影響 223
10.3.1 濕擴散方程 224
10.3.2 濕環境下動力學方程 225
10.3.3 濕度擴散計算 225
10.3.4 濕模態分析 227
10.3.5 振動和聲輻射分析 228
10.4 本章小結 229
參考文獻 230
附錄 249
附錄A 式(7-19)中各系數表達式 249
附錄B 式(7-67)式 (7-71)中各系數表達式 251
附錄C 受熱加筋板應變能及各分量表達式 252
附錄D 式(8-75)中各矩陣表達式 257
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 結構服役環境 1
1.2 研究現狀 3
1.2.1 結構的熱振動研究 3
1.2.2 振動問題的高效數值計算 7
1.2.3 振動結構的聲響應研究 9
1.2.4 熱環境下的聲振響應研究 11
1.3 本書主要內容 12
第2章 結構熱、聲、振動多場問題 14
2.1 引言 14
2.2 熱振耦合問題 14
2.3 聲振耦合問題 15
2.4 熱、聲、振動多場作用問題 21
2.5 本章小結 21
第3章 熱環境下各向同性板的聲振特性 22
3.1 引言 22
3.2 受熱板的振動特性 22
3.2.1 受熱各向同性板的振動控制方程 22
3.2.2 簡支邊界理論解 26
3.2.3 固支邊界理論解 33
3.3 受熱板的聲特性 39
3.3.1 受熱板的聲輻射 39
3.3.2 入射聲對受熱板的作用 45
3.4 本章小結 50
第4章 熱環境下固支板的聲振實驗 52
4.1 引言 52
4.2 實驗系統 52
4.2.1 測試平臺及試件 52
4.2.2 測試條件 54
4.3 受熱固支板模態實驗 54
4.4 受迫振動及聲響應實驗 57
4.4.1 聲激勵響應測試 57
4.4.2 機械激勵響應測試 60
4.5 實驗結果的數值分析 63
4.6 本章小結 68
第5章 熱環境下夾芯結構的聲振特性 69
5.1 引言 69
5.2 受熱夾芯板的聲振特性理論分析 69
5.2.1 受熱夾芯板的控制方程 69
5.2.2 受熱夾芯板的固有振動特性 74
5.2.3 受熱夾芯板的聲振響應 76
5.2.4 理論模型驗證 79
5.2.5 分析與討論 81
5.3 受熱泡沫鋁夾芯板的聲振特性實驗 89
5.3.1 實驗對象及測試系統 89
5.3.2 熱環境的控制及測量 90
5.3.3 熱模態測試 91
5.3.4 機械激勵下的動態響應測試 92
5.3.5 聲激勵下的動態響應測試 93
5.4 本章小結 94
第6章 熱環境下層合結構的聲振特性 95
6.1 引言 95
6.2 受熱層合板的聲振特性理論分析 95
6.2.1 受熱層合板的控制方程 95
6.2.2 簡支邊界條件的理論解 99
6.2.3 理論解的數值驗證 100
6.2.4 振動及聲響應分析 101
6.2.5 非對稱與對稱層合板的比較 102
6.3 熱環境下層合板的聲振實驗 104
6.3.1 測試對象 104
6.3.2 固有振動測試 104
6.3.3 激勵響應測試 106
6.4 本章小結 107
第7章 熱屈曲結構的聲振特性 108
7.1 引言 108
7.2 熱屈曲對層合板聲振特性的影響 108
7.2.1 熱屈曲層合板的控制方程 109
7.2.2 簡支邊界的理論解 110
7.2.3 固支邊界的近似解 111
7.2.4 熱屈曲對聲振特性的影響 113
7.2.5 鋪層設計的影響 116
7.3 熱屈曲后固支板的聲振特性實驗 117
7.3.1 測試系統 117
7.3.2 測試環境 119
7.3.3 固有振動實驗 119
7.3.4 振動及聲響應實驗 123
7.3.5 測試結果的數值分析 128
7.4 梯度熱載對層合板聲振特性的影響 133
7.4.1 受梯度熱載層合板的控制方程 133
7.4.2 熱撓度及振動響應求解 134
7.4.3 梯度熱載的影響 137
7.5 本章小結 139
第8章 典型壁板結構的熱模態演變規律 141
8.1 引言 141
8.2 加筋板控制方程的建立及求解 141
8.2.1 加筋板內的能量 142
8.2.2 位移場離散 149
8.2.3 動力學方程 151
8.2.4 半解析求解 151
8.2.5 理論模型的驗證及分析 152
8.3 加筋板熱模態特性的仿真預測 162
8.3.1 加筋板有限元模型 162
8.3.2 溫度對加筋板模態的影響 163
8.3.3 加強筋尺寸對熱模態的影響 166
8.3.4 加筋方式對熱模態的影響 168
8.4 連接板熱模態特性的仿真分析 170
8.4.1 連接板有限元模型 170
8.4.2 連接方式對熱模態的影響 172
8.4.3 結構模態在熱環境下的交換現象 174
8.5 本章小結 179
第9章 熱環境下結構動力學響應的高效計算 181
9.1 引言 181
9.2 基于降階方法的非線性聲振響應預示 181
9.2.1 非線性系統的降階處理 181
9.2.2 兩種剛度系數求解方法的可靠性分析 184
9.3 實例分析與討論 188
9.3.1 固有頻率對比 188
9.3.2 非線性振動響應結果驗證 189
9.3.3 考慮聲壓相位差的非線性振動響應特性 190
9.3.4 熱環境下板的非線性振動響應特性 193
9.4 高頻響應的能量有限元分析 197
9.4.1 考慮熱效應的壁板能量控制方程 197
9.4.2 考慮熱效應的耦合板能量傳遞特性 201
9.4.3 非均勻熱環境下耦合板能量分析流程 203
9.4.4 均勻熱環境下簡支平板能量分析 204
9.4.5 非均勻熱環境下耦合板能量分析 208
9.5 本章小結 211
第10章 潮濕環境下結構的聲振特性 212
10.1 引言 212
10.2 濕度對正交各向異性板聲振特性的影響 212
10.2.1 濕振問題的數學模型 213
10.2.2 臨界屈曲濕含量 216
10.2.3 濕模態特性 216
10.2.4 受迫振動與聲響應 218
10.2.5 各向異性剛度對濕環境下聲振特性的影響 220
10.2.6 數值分析與對比 222
10.3 非均勻濕分布對結構聲振特性的影響 223
10.3.1 濕擴散方程 224
10.3.2 濕環境下動力學方程 225
10.3.3 濕度擴散計算 225
10.3.4 濕模態分析 227
10.3.5 振動和聲輻射分析 228
10.4 本章小結 229
參考文獻 230
附錄 249
附錄A 式(7-19)中各系數表達式 249
附錄B 式(7-67)式 (7-71)中各系數表達式 251
附錄C 受熱加筋板應變能及各分量表達式 252
附錄D 式(8-75)中各矩陣表達式 257
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