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本论文研究了一种基于模型修改设计安静结构的方法,将结构动力学、声学和优化等学科综合为一体,分别通过解析模型和数值模型对结构进行声辐射优化研究,结合遗传算法寻优,使结构变为一个“弱辐射体”。主要研究内容为: 1、基于结构振动和声辐射的解析模型,使用遗传算法对附加外部结构的安静结构设计进行了深入研究。首先对结构修改后固有频率变化可以忽略不计时的声辐射优化进行了研究,把设计变量(如:质量块、动力吸振器等)看作外部阻抗,结构的振动响应表示为模态函数的叠加,使模态函数与设计变量相互独立,避免了求解特征值、特征向量的多次逆矩阵等,节省了计算时间。研究表明,设计变量以阻抗的形式表示为外力,使结构的表面振速进行了重新分布,可以降低结构辐射的声功率。 2、研究了激励力和结构参数对声功率最小化的影响,以及多附加结构组合下的声辐射功率最小化及物理机理。声功率降低的幅度与激励力位置、所选频率、质量块的大小有关;将质量块与动力吸振器进行组合实现声辐射最小化,不但降低了一定频率范围内的平均声功率,还降低了动力吸振器所对应的单频下的声功率;对附加质量块和有源控制作用下简支钢板的声功率最小化进行了比较研究,闸明了附加外部结构与有源控制实现安静结构的物理机理。 3、将有限元编程和运用声学软件相结合,对复杂结构的安静设计进行了深入研究。使用基于MATLAB编程的有限元法求解结构修改后的特征频率及辐射的声功率,同时利用该方法研究了声辐射频谱修改问题。运用ANSYS和SYSNOISE软件求解复杂结构声辐射优化问题,取得了良好效果。 4、对平板声辐射功率最小化进行了实验验证。通过测定简支板的特征频率和附加质量块前后的辐射声功率,表明附加质量块可以改变结构辐射的声功率,也可以修改声功率的频谱图。实验结果较好地验证了附加外部结构对改变辐射声功率的作用。