基于流固聲耦合的機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)—聲輻射研究

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1、分類號(hào)ＴＨ１７密級(jí)公開ＵＤＣ６２１拳校代碼１０５５日＠或ｒ義拿碩：ｔ學(xué)位論文（專業(yè)學(xué)位）基于流固聲搞合的機(jī)械鍵構(gòu)振功－聲－－－一？福射研究研究生姓名：姚明鏡指導(dǎo)教師：、職稱張春良教授合作導(dǎo)師、職稱：崔昌群離工專業(yè)學(xué)位類別（領(lǐng)域）：機(jī)械工程研究方向：故障診斷所在學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院二〇—五年五月＠或＃＾拿基于流固聲搞合的機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)－聲福射研究論文作者簽名：如祠瓜指導(dǎo)教師簽名：４％ｋ＾－論文評(píng)閱人１：趙立宏，教授，碩導(dǎo)，南華大學(xué)評(píng)閱人２：雷澤勇巧員碩導(dǎo)南華大學(xué)，研，，答辯委員會(huì)

2、主席：李必義，教授，碩導(dǎo)，南華大學(xué)委員１；雷澤勇，研究員，碩導(dǎo)，南華大學(xué)委員２；陳從桂，教授，碩導(dǎo)，廣州大學(xué)３委員；歐陽八生，副教授，碩導(dǎo)，南華大學(xué)委員４：袁鋒偉，副教授，碩導(dǎo)，南華大學(xué)答辯日期：２０１５年５月２４日南華大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了論文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南華大學(xué)或其他單位的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我共同工作的同志對(duì)本研究所作的貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明。本人完全

3、意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者客名＾：Ｊ月分日南華大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文是本人在南華大學(xué)攻讀（博碩）±學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完／，本論文的研究?jī)?nèi)容不得ｙ成的學(xué)位論文。本論文的研究成果歸南華大學(xué)所有ｊｉ其它單位的名義發(fā)表。本人同意南華大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文，允許學(xué)位論文彼查閱和借閱學(xué)?？晒紝W(xué)位論文；的全部或部分內(nèi)容，可Ｗ采用復(fù)印、縮印或其它手段保留學(xué)位論文；學(xué)?？筛崳姄?jù)國家或湖南省有關(guān)部口規(guī)定送交學(xué)位論文。同意學(xué)校將論文加入《中國優(yōu)秀博碩±學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》，并按《中國優(yōu)秀博碩±學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版

4、章程》規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。同意授權(quán)中國科學(xué)信息技術(shù)研巧所將本學(xué)位論文收錄到《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。對(duì)于，解密后適用該授權(quán)涉密的學(xué)位論文。作者簽名：（＾年］：月作日導(dǎo)師簽名：化年ｒ月處曰基于流固聲絹合的ｍ械結(jié)構(gòu)振動(dòng)－聲福射硏究一。宇商要：旋轉(zhuǎn)機(jī)械是機(jī)械設(shè)備的重要部件之隨著科技進(jìn)步及工業(yè)自。動(dòng)化程度的發(fā)展，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷越來越受到重視傳統(tǒng)的振動(dòng)信號(hào)故障分析與診斷的研究己經(jīng)非常成熟，然而對(duì)于現(xiàn)代化的某些大型設(shè)備來說，利用振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析比較困難，因此，提出了利用聲學(xué)信號(hào)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的故障診斷。本文研究基于流固聲賴合的

5、機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)聲霜射，利用振動(dòng)聲學(xué)仿真軟件ＡＣＴＲＡＮ對(duì)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)振動(dòng)與聲音關(guān)系進(jìn)行仿真，結(jié)合仿真結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，從而對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)與一聲音的關(guān)系形成了理論基礎(chǔ)，對(duì)解決工程實(shí)際問題有定的指導(dǎo)意義，并會(huì)對(duì)利用聲學(xué)進(jìn)行故障診斷技術(shù)的研究產(chǎn)生積極的影響。文中對(duì)振動(dòng)學(xué)及聲學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)行了敘述，并認(rèn)真對(duì)比分析了各類壓電材料，選定ＰＺＴ壓電陶瓷材料作為實(shí)驗(yàn)中壓電陶瓷片的材料。通過利用聲學(xué)仿真軟件ＡＣＴＲＡＮ對(duì)簡(jiǎn)單的球體及正方體模型的正常結(jié)構(gòu)與故障結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真激勵(lì)分析，同時(shí)在半消音室中利用傳聲器陣列及信號(hào)發(fā)生器的設(shè)備體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，利用壓電陶瓷片對(duì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行不同ｌ頻率的

6、激振，利用ａｂｖｉｅｗ軟件采集各結(jié)構(gòu)體在不同激勵(lì)頻率下的振動(dòng)信號(hào)和聲壓信號(hào)，同時(shí)對(duì)這些采集數(shù)據(jù)利用ＭＡＴＬＡＢ軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，經(jīng)過分析得出：當(dāng)激振頻率小于２４０Ｈｚ時(shí)，隨著激振頻率的增大，結(jié)構(gòu)體自身的聲壓及振動(dòng)位移幅值在不斷減小，同時(shí)振動(dòng)位移幅值與聲壓的變化呈正相關(guān)。當(dāng)激振頻率大于２４０Ｈｚ時(shí)，隨激振頻率Ｉ１２的增大，結(jié)構(gòu)體自身的聲壓及振動(dòng)位移幅值在不斷增大，而２０Ｈｚ為正方體結(jié)構(gòu)的固有頻率或者為固有頻率的倍頻。在流體中，聲場(chǎng)的聲壓是圍繞著結(jié)構(gòu)體向外進(jìn)行福射。對(duì)有裂紋（故障）的結(jié)構(gòu)體進(jìn)行分析得到了故障位置處的聲壓及振動(dòng)幅值的變化比較明顯，而且裂紋

7、對(duì)應(yīng)的流體聲場(chǎng)分布的聲壓變化比較大。關(guān)鍵詞：流固賴合；壓電陶瓷；激振；ＡＣＴＲＡＮ；聲振關(guān)系ＩＩＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈＯｆＴｈｅＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｔｒｕｄｕｒｅＶｉｂｒａｔｉｏｎＮｏｉｓｅＢａｓｅｄｎ－ＯＴｈｅＳｏｕｎｄＯｆＦｌｕｉｄｓｏｌｉｄＣｏｕｐｌｉｎｇＭｉｎｉｎＹａｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌｅｎｉｎｅｅｒｉｎｇｊｇ（ｇｇ）Ｄｉｒｅｃｔｅｄｂｙ