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基于尺寸设计变量的声场-结构耦合系统的敏度分析_论文

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  一 一 L_ 8  _ T eS n i iiyA a y i o  o pe  c u fc— tutr  y tm B sdo  ieD s g  a ib e h  e s tv t  n lss fC u ldA 0 sis srcu eS se  ae  nS z  e inV ra l        王海文  Wa  H we   ng ai n ( 大连工业大学 信息科学与工程学 院,辽宁 大连 163)   04 1   (n t t t  f If r a in S i n ea d E gn e i g a i nP lt c nc U i e s t ,L a n n  a in 16 3 ) I s iu e o  n om t o  c e c  n  n i er n ,D la   o y eh i  n vr i y io i g D l a  10 4  摘 要 : 文应用有 限元方法对声场 一结构耦合系统进行数值模拟和灵敏度分析。通过在结构设计 阶段数值方法的研究, 本   对耦合 系统基于尺寸设计变量的特征频率和特征向量的灵敏度进行 了分析.并通过数值算例 的结果表 明 了算法的正确 性, 可  为耦合 系统的声 学性态优化设计提供理论和算法基础。   关 键 词 : 场 结 构 耦合 系统 : 寸设 计 : 限元 : 声 尺 有 敏度 分 析  中 图分 类号 :N 1   T9 2 文 献 标 识 码 :  A 文章 编 号 :  1 4 9 一20 )— 06 0  1 - 72 (0 88 0 6- 2 Ab ta t T e u e i a  s m l t o  a d e s t v t  a a y i  o  c u l d c u t c — t u t r  s s e  a e src : h  n m r c l i u a i n n s n i i i y n l s s f o p e  a o s i s s r c u e y t m r   s d d tu ie  by  th  fi i  e me t e n te le n  me ho  i  t s ap r. By he t d n hi  p e  t  re a h f se rc  o  nu e m ric l a  me ho  i  th  st uc re t d n e r tu  de   — s n ig  st e, t  s si v y ag he en ti it  of  ei e  f qu nc  an  ei n e o  a  s di d as d n iz  de g  v i g n re e y d ge  v ct r re du e  b e  o  s e si n ar abl   e. The  co ec ne  ar  s we  b  t   e al l rr t ss e ho d y he x mp e. Th  me ho  c  pr id   t  th ry e t d an ov e he eo  an  al or h  bas s f d g it m i  o  th   e c p d ou le  sy te  de ig   s m s n. K y r s: o p e   c u t c — t u t r  S s e  S z  D s g ; i i e l e t  S n i i i y A al s s e wo d  C u l d A o s i s s r c u e y t m: i e e i n  F n t  E m n ; e s t v t   n y i   0 引言  面我们 给出一种新的求解这类 问题 本征向量敏度 的方法 。   我 们 首 先 定义 :   = 空腔 噪声水*是评价工程 结构设计质量 优劣的重要指  标之一, 如汽车 内部 的噪声水 *关系到乘客的舒适性 , 它是  评价汽车质量好坏的一项重要指标 。 随着 汽车工业的发展趋  势, 现代汽车愈来愈趋 向于轻型 化和高速 化, 但是这种轻型  化汽车 的车身振动和车辆 内部噪声, 别是低频 噪声 问题 十  特 分严 重。在动力优化设计 中, 大多要计算动力特 征量和动力  响应量对设计变量的导数, 即要做动力灵敏度分析。   1 特征频率的灵敏度计算  X J+   Cu   …   式 中 m ?1n?Ⅳ。其 中 x 是下面线性方程的解: , J   (  —u X, b  M) = , 是一个迁移值 , 由正交化条件可得到 :   (  5 ) C=I—p _I , E= ,  ^ 一^    ,  j _ I 一j , ( ) Z )     M≯   对 于声场结构耦合系统, 无阻尼 自由振动的特征方程 :   ( 一     ) =0     () 1   其 中  』 l f 分别是系统的刚度阵和质量阵; , 是第 i       阶固有 频率和模态矩 阵。 利用新 的正交归一化条件, ( 式 将 1   ) 展 开可以得 到:   = p    一九M  s   | 咖t  |Ks l s t     s   七   七 p l s m一  l   s   K    M 0 | s   C = ,  J   t 七 t  + l i   c 2£= l 牵 X  i     u / M | M   到:   …     . 、   同理 由右本征向量 的关 系,结合上面 的推导就 可 以得  ,   ,   ,  M ‘ +  M ’ + M ) j =   (       /      a (  8 ) . 、   3 不 同简 化 条 件 下 的讨 论  () 1. 对于大部分情况下减少 内部噪声的



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