加筋板

飛機(jī)結(jié)構(gòu)中通常使用在機(jī)身、機(jī)翼和尾翼等主承力結(jié)構(gòu)中。輪船和潛艇結(jié)構(gòu)中也經(jīng)常使用。

按材料分類，加筋板可分為金屬加筋板，復(fù)合材料加筋板。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在垂直于面板方向使用加筋條，以提高面板和整體結(jié)構(gòu)的承載能力，加筋條和面板為整體結(jié)構(gòu)，或者采用膠結(jié)或焊接的方式連接在一起。加筋條的形狀有“T”形，“I”形，“J”形等。

加筋板結(jié)構(gòu)剛度大、重量輕，是列車、飛機(jī)、潛艇等裝備中最常見的結(jié)構(gòu)形式之一。加筋板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)/噪聲是降低裝備性能的重要因素，因此研究加筋板結(jié)構(gòu)的減振降噪理論和技術(shù)具有重要意義。本項(xiàng)目提出將聲物理前沿的局域共振型聲子晶體思想引入到加筋板結(jié)構(gòu)的減振降噪設(shè)計(jì)，通過在加筋板結(jié)構(gòu)上附加周期陣列的局域共振單元，構(gòu)建了局域共振型加筋板結(jié)構(gòu)。這種新型結(jié)構(gòu)經(jīng)特殊設(shè)計(jì)可以表現(xiàn)出顯著的彈性波帶隙（禁帶）特性，利用其帶隙可以有效地抑制加筋板中的彎曲波傳播，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對加筋板結(jié)構(gòu)的減振降噪。本項(xiàng)目圍繞局域共振型加筋板結(jié)構(gòu)的帶隙及聲振特性計(jì)算方法、帶隙調(diào)控規(guī)律與帶隙形成機(jī)理、減振降噪特性及機(jī)理等方面開展系統(tǒng)深入研究。項(xiàng)目的研究結(jié)論將有助于加深對局域共振型加筋板結(jié)構(gòu)的帶隙行為和減振降噪特性的認(rèn)識(shí)，為其工程應(yīng)用提供重要的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

加筋板結(jié)構(gòu)剛度大、重量輕，是列車、飛機(jī)、潛艇等裝備中最常見的結(jié)構(gòu)形式之一。加筋板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)/噪聲是降低裝備性能的重要因素，因此研究加筋板結(jié)構(gòu)的減振降噪理論和技術(shù)具有重要意義。本項(xiàng)目提出將聲物理前沿的局域共振型聲子晶體思想引入到加筋板結(jié)構(gòu)的減振降噪設(shè)計(jì)，通過在加筋板結(jié)構(gòu)上附加周期陣列的局域共振單元，構(gòu)建了局域共振型加筋板結(jié)構(gòu)。這種新型結(jié)構(gòu)經(jīng)特殊設(shè)計(jì)可以表現(xiàn)出顯著的彈性波帶隙（禁帶）特性，利用其帶隙可以有效地抑制加筋板中的彎曲波傳播，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對加筋板結(jié)構(gòu)的減振降噪。 本項(xiàng)目圍繞局域共振型加筋板結(jié)構(gòu)的帶隙及聲振特性計(jì)算方法、帶隙調(diào)控規(guī)律與帶隙形成機(jī)理、減振降噪特性及機(jī)理等方面開展系統(tǒng)深入研究，取得的重要成果及其科學(xué)意義包括：(a) 系統(tǒng)建立了局域共振型加筋板的帶隙特性、振動(dòng)和聲輻射特性計(jì)算方法，為其減振降噪研究奠定了方法基礎(chǔ)。(b) 深入研究了局域共振型加筋板結(jié)構(gòu)的彎曲波帶隙特性和減振特性，分析了共振單元的彈簧剛度和共振子質(zhì)量對帶隙特性的影響，為其帶隙特性設(shè)計(jì)提供了有益參考。(c) 開展了優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，對共振單元的彈簧剛度、附加質(zhì)量和附加位置等三個(gè)最重要的影響參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到很多滿足目標(biāo)需求的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。(d) 系統(tǒng)分析了加筋板自身幾何尺寸和材料參數(shù)對其振動(dòng)與聲輻射特性的影響，進(jìn)一步研究了單頻和多頻局域共振型加筋板的聲輻射特性，發(fā)現(xiàn)一些有價(jià)值的現(xiàn)象與結(jié)論，并揭示了減振降噪內(nèi)在機(jī)理和調(diào)控規(guī)律，為局域共振型加筋板的減振降噪設(shè)計(jì)提供了依據(jù)和參考。(e)通過實(shí)驗(yàn)測試，驗(yàn)證了本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)的局域共振型加筋板結(jié)構(gòu)在帶隙范圍內(nèi)具有良好的減振降噪效果。(1) 減振效果：帶隙頻率范圍內(nèi)振動(dòng)幅值平均降低大于5dB。(2) 降噪效果：帶隙頻率范圍噪聲輻射功率平均降低5dB以上。從而，初步驗(yàn)證了基于帶隙原理實(shí)現(xiàn)加筋板結(jié)構(gòu)減振降噪的可行性。總之，本項(xiàng)目研究為局域共振型加筋板結(jié)構(gòu)的減振降噪應(yīng)用提供了重要的理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。