Page 67 - 《应用声学》2021年第5期

第 40 卷 第 5 期 沈敏等： 含损伤黏弹性阻尼加筋层合板声功率和指向性变异 711

Nodal solution
Step=1
Sub=8
Freq=211.122
1.0 UZ čAVGĎ
zவՔͯረ/10 -3 m -0.5 0 SMN=-0.995665
Rsys=0
DMX=0.995667
0.5
SMX=0.926684
-1.0
0.4
0.3 0.6
0.2 0.4
0.1 0.2
0 0 ᫂ए L x/m -0.995665 -0.568476 -0.141287 0.285901 0.71309
ࠕए L y/m
-0.78207 -0.354882 0.072307 0.499496 0.926684
(a) Ύၹ஝ϙѬౢᣄ͈ (b) ΎၹANSYS
图 7 损伤位置 1 时自由阻尼加筋层合板第 5 阶模态振型
Fig. 7 The fifth mode shape of stiffened laminated plate with unconstrained damping at damage Position 1

Nodal solution
Step=1
Sub=8
Freq=216.347
1.5 UZ čAVGĎ
zவՔͯረ/10 -3 m -0.5 0 SMN=-1.04767
Rsys=0
1.0
DMX=1.04767
0.5
SMX=1.04127
-1.0
-1.5
0.4
0.3 0.6
0.2 0.4
0.1 0.2
0 0 ᫂ए L x /m -1.04767 -0.583459 -0.119251 0.344956 0.809163
ࠕए L y/m
-0.815562 -0.351355 0.112852 0.57706 1.04127
(a) Ύၹ஝ϙѬౢᣄ͈ (b) ΎၹANSYS
图 8 损伤位置 3 时自由阻尼加筋层合板第 5 阶模态振型
Fig. 8 The fifth mode shape of stiffened laminated plate with unconstrained damping at damaged Position 3

3.4 损伤程度对自由阻尼加筋层合板声辐射功率 在120 和300 两个角度出现极大值。从图10(b)可
◦
◦
和指向性的影响 以看出，激励频率为500 Hz时，健康加筋板在0 和
◦
图 9 中比较了健康的自由阻尼加筋板、损伤程
100
度 k 分别取值 0.3、0.7 和 0.9 时，在同一个损伤位置
90
2 的声辐射功率与频率的曲线。从图 9 中可以看出，
80
随着损伤程度增加，加筋板声辐射功率峰值总体 70
趋势向低频移动，这是由于加筋板结构出现损伤 ܦᣣ࠱Ҫဋ/dB 60
后，结构整体刚度弱化使得结构固有频率降低。在 50
0 ∼ 350 Hz低频范围内，声辐射功率变化不明显；在
40 ᫾ࡉҫ኏౜௄૯͞
350 ∼ 800 Hz频率范围内，随着损伤程度的增加，由 ᫾ࡉҫ኏౜૯͞ሮए k/⊲
30 ᫾ࡉҫ኏౜૯͞ሮए k/⊲
于系统刚度弱化，在同一激励下结构振动幅度加大， ᫾ࡉҫ኏౜૯͞ሮए k/⊲
20
导致加筋板向外场辐射的声功率幅值增大。 0 100 200 300 400 500 600 700 800
ᮠဋ/Hz
图 10 表示自由阻尼加筋板的损伤程度分别为
图 9 不同损伤程度对自由阻尼加筋层合板声辐射
0.3、0.7 和 0.9，激励频率分别为 400 Hz 和 500 Hz
功率的影响
时的声辐射指向性。从图 10(a) 中可以看出频率
Fig. 9 Influence of different damage degrees on
为 400 Hz 时，健康的加筋板声辐射指向性在 90 ◦ acoustic radiation power of stiffened laminated
和 270 时出现极大值；当自由阻尼加筋板受损后， plate with unconstrained damping
◦