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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 研究现状1

1.2.1 改进的确定性方法2

1.2.2 改进的统计能量分析法7

1.2.3 混合法9

1.2.4 工程应用现状12

1.2.5 中频预示技术对比分析16

1.3 本书内容构架18

1.4 混合FE-SEA方法的后续研究展望19

第2章 混合FE - SEA方法的基本理论20

2.1 直接场与混响场的定义20

2.2 互易原理22

2.2.1 基于波动理论的互易原理22

2.2.2 基于模态理论的互易原理28

2.3 耦合系统方程34

2.3.1 边界的划分与动力学特征34

2.3.2 确定性子系统的系统方程35

2.3.3 随机子系统的系统能量平衡方程38

2.4 分析流程43

2.5 混合FE-SEA方法的程序设计44

2.6 小结45

第3章 基于有限元的能量流分析47

3.1 系统的能量流模型47

3.1.1 节点坐标下的能量流模型48

3.1.2 模态坐标下的能量流模型49

3.1.3 计算方法的讨论50

3.2 特定载荷作用下的能量流模型51

3.2.1 与空间位置相关的外载荷的模型51

3.2.2 与空间位置不相关的外载荷的模型52

3.2.3 能量流模型中的频段平均53

3.2.4 应用子结构法的能量流模型55

3.3 大面质比板结构的能量流模型58

3.3.1 板结构面内运动与面外运动的能量流模型58

3.3.2 能量影响系数与耦合损耗因子59

3.4 算例分析及应用60

3.4.1 L型板结构的能量流分析60

3.4.2 面内能量的影响分析67

3.5 小结70

第4章 混合FE - SEA点连接建模方法72

4.1 梁结构的混合点连接模型72

4.1.1 连接处的位移协调条件73

4.1.2 连接处力与波的关系74

4.1.3 连接处的动刚度矩阵75

4.2 无界板结构的混合点连接模型75

4.2.1 基于波动理论的无界板结构运动描述75

4.2.2 连接处的位移协调条件77

4.2.3 连接处的力与波的关系80

4.2.4 无界板结构的混合点连接模型81

4.3 有界板结构的混合点连接模型81

4.3.1 近似处理方法82

4.3.2 基于波长的修正因子理论82

4.4 算例分析83

4.4.1 Cotoni模型混合点连接验证83

4.4.2 梁板组合结构混合点连接验证87

4.4.3 框架式梁板耦合系统的有界混合点连接模型验证91

4.5 小结95

第5章 混合FE - SEA线连接建模方法96

5.1 线连接的坐标系统96

5.2 波数空间下的线连接模型97

5.2.1 横向振动97

5.2.2 纵向振动100

5.3 节点坐标系下的线连接模型102

5.3.1 线连接的位移形式102

5.3.2 动刚度矩阵的傅里叶变换102

5.4 线连接位移形函数104

5.4.1 模态线性插值形函数104

5.4.2 三角波线性插值形函数106

5.4.3 基于Shannon小波的形函数108

5.5 仿真算例109

5.6 小结112

第6章 混合FE - SEA面连接建模方法114

6.1 受挡声场的混合面连接模型114

6.1.1 受挡声场的辐射特性114

6.1.2 受挡声场的动刚度矩阵116

6.1.3 形函数的构造117

6.1.4 声场动刚度矩阵的化简122

6.1.5 基于受挡系统的声辐射特性分析125

6.2 非受挡声场系统的混合面连接模型127

6.2.1 非受挡声场系统的导纳矩阵128

6.2.2 基于Jinc形函数的导纳矩阵及节点坐标投影129

6.2.3 导纳矩阵与动刚度矩阵的转换129

6.2.4 声场导纳矩阵的化简131

6.3 多边界的混合面连接模型134

6.3.1 刚度矩阵的缩聚134

6.3.2 非受挡边界的响应134

6.4 板结构的混合面连接模型135

6.5 仿真算例137

6.5.1 基于受挡混合面连接的声场-结构耦合系统分析137

6.5.2 基于受挡混合面连接的声场-结构-声场耦合系统分析139

6.5.3 基于非受挡混合面连接的声场-结构耦合系统分析141

6.5.4 基于多边界的混合面连接声场-结构耦合系统分析143

6.6 小结147

第7章 混响声场的载荷建模方法148

7.1 混响声场的载荷模型148

7.1.1 混响声场的载荷模型148

7.1.2 结构响应149

7.1.3 结构的声辐射功率150

7.1.4 结构的总辐射效率及模态辐射效率150

7.2 有界声场的混响载荷修正模型151

7.3 声场载荷的空间相关性151

7.3.1 理论空间相关性模型151

7.3.2 混响载荷模型的空间相关性证明154

7.4 算例分析及应用155

7.4.1 板结构单侧混响载荷下的响应预示155

7.4.2 声场几何边界对预示结果的影响157

7.4.3 声场载荷空间相关性影响分析162

7.5 小结174

第8章 混合FE - SEA方法的试验验证176

8.1 试验件及主要参数176

8.2 “日”字型梁频响函数的测量178

8.2.1 试验基本原理178

8.2.2 试验方法及实施过程178

8.2.3 试验数据分析179

8.3 单板模态密度的测量180

8.3.1 试验基本原理180

8.3.2 试验方法及实施过程182

8.3.3 试验数据分析183

8.4 单板内损耗因子的测量185

8.4.1 试验基本原理186

8.4.2 试验方法及实施过程188

8.4.3 试验数据分析188

8.5 梁板组合结构响应的测量192

8.5.1 试验基本原理192

8.5.2 试验方法及实施过程192

8.5.3 试验数据分析193

8.6 完全混响假设的合理性及其影响196

8.7 小结198

第9章 混合FE - SEA方法在航天工程中的应用199

9.1 太阳翼噪声响应分析与验证199

9.1.1 太阳翼噪声试验199

9.1.2 太阳翼模型203

9.1.3 响应预示及验证204

9.2 整星噪声响应分析与验证210

9.2.1 整星噪声试验210

9.2.2 整星噪声预示及结果对比212

9.3 星箭取样耦合系统级噪声响应分析与验证216

9.3.1 系统级噪声试验216

9.3.2 系统级噪声预示及结果对比218

9.4 声振组合载荷下航天器的力学环境预示223

9.4.1 分析模型224

9.4.2 响应分析225

9.4.3 不同载荷下的传递响应分析227

9.4.4 结论230

9.5 航天器支架车结构对航天器噪声响应的影响232

9.5.1 分析模型232

9.5.2 预示结果及分析233

9.6 卫星部组件随机振动试验条件确定方法240

9.6.1 组合载荷作用下的随机响应分析240

9.6.2 部组件随机振动试验条件确定243

9.6.3 结论246

9.7 试验验证情况及误差分析247

9.8 小结248

参考文献250