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第 38 卷 第 3 期 胡莹等： 复合材料机身结构声学特性及影响参数分析 341

10 1 50
ᗜᄕ+᫂ಯ+ᬦ಴ 45 ᗜᄕ+᫂ಯ+ᬦ಴
ᗜᄕ+᫂ಯ ᗜᄕ+᫂ಯ
ᗜᄕ 40 ᗜᄕ
10 0 30
ᣣ࠱஍ဋ ͜ܦ૯ܿ/dB 35
25
10 -1 20
15
10
5
10 -2 0
50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 10000 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 10000
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
B ᣣ࠱஍ဋ C ͜ܦ૯ܿ
图 13 长桁和隔框对曲板的辐射效率与传声损失的影响
Fig. 13 The comparison of the radiation efficiency and transmission loss between the pressurized
curved panels with and without stringers and frames
4.1 复材机身结构影响参数分析 看出，碳纤维铺层的结构吻合效应频率降低，环频率

为了与文献 [7] 结果进行对比，首先利用文 增大。因玻璃纤维的密度较大，质量较高，故根据质
献 [7] 中的参数针对不同铺层角度、不同纤维材料、 量定律，玻璃纤维结构的传声损失较大；而碳纤维与
不同舱段长度、不同曲率半径进行复材机身舱段传 芳族聚酰胺纤维质量接近，传声损失也比较一致，但
声损失分析，铺层 10 层，每层厚度 0.127 mm，其余 由于碳纤维的吻合效应频率下降，导致该区域传声
参数见表 3。图14给出了复材机身不同参数传声损 损失下降。该分析结果与文献[7]中结论一致。
失对比分析结果。 为进一步说明建立的舱段模型有效，仿真结果
可信，针对不同舱段长度进行分析。图 14(c) 显示
表 3 不同纤维材料参数
了当曲率半径为 2.95 m 时，舱段长度分别为 5 m、
Table 3 Parameters of the different fibers
10 m、20 m 的传声损失对比曲线。从图中可以看
碳纤维/ 玻璃纤维/ 芳族聚酰胺/ 出，建立的舱段长度过短会影响分析的结果，到一定
参数
环氧树脂 环氧树脂 环氧树脂 长度后预计结果变化不大，舱段过长会导致建模复
密度/(kg·m −3 ) 1600 1900 1500 杂度提高，因此建立 SEA 模型时，需要选择合适的
E 1 /Pa 2.21e11 5.6e10 7.6e10 长度。
图 14(d) 显示了当舱段长度为 10 m 时，曲率半
E 2 /Pa 6.9e9 1.3e10 5.5e9
径分别为 1 m、2.95 m、5 m 的传声损失对比曲线。
0.25 0.26 0.34
ν 12
从图中可以看出，曲率半径对舱段结构的低频段传
G 12 /Pa 4.8e9 4.2e9 2.3e9
声损失影响很大，随着曲率半径的增大，环频率向低
图 14(a) 显 示 了 [45 /−45 /45 /−45 /45 ] s 、 频移动，隔声性能下降。吻合效应频率不受曲率半
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[0 /90 /45 /−45 /0 ] s 、 [0 /90 ] 5 、 [0 /10 /20 ◦ 径影响，高频段传声损失无影响。
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/30 /40 /50 /60 /70 /80 /90 ] 这 四 种 铺 层 角 图14(e)显示了当隔框间距为 630 mm 时，长桁
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度 舱 段 结 构 的 传 声 损 失。 从 图 中 可 以 看 出 间距分别为 100 mm、200 mm、400 mm 的传声损失
[0 /90 /45 /−45 /0 ] s 、[0 /90 ] 5 这两种铺层角度 对比曲线。从图中可以看出，长桁间距对舱段结构
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会使结构的吻合效应频率降低，环频率增大，且环频 的吻合效应频率以下的传声损失有影响，随着长桁
率和吻合效应频率附近的频段内隔声性能下降。该 间距的增大，环频率至吻合效应频率之间的传声损
分析结果与文献[7]中结论一致。 失增大，而环频率以下频段传声损失减小。吻合效
图14 (b)显示了碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺 应频率不受长桁间距影响，吻合效应频率以上频段
纤维这三种材料的舱段结构传声损失。从图中可以 传声损失基本无影响。