钢箱梁的声振特性及影响因素研究

摘要

为分析钢箱梁的声振特性,联合锤击试验和统计能量分析(SEA)方法从统计能量分析参数和声振响应两方面进行研究。首先,以某钢箱梁节段[10.1 m(长)×4.8 m(宽)×3.1 m(高)]为对象,通过锤击激励获得顶板和底板不同位置的加速度频响函数。然后,建立SEA模型预测钢箱梁的振动声辐射,考察了各板件在100~5 000 Hz频段的模态数,并将加速度频响函数的仿真结果与实测值进行对比。最后,通过数值仿真分析,探讨了结构设计参数(加劲肋和横隔板)对统计能量分析参数和钢箱梁声振响应的影响规律。研究结果表明:除个别频带外,顶板和底板不同测点位置的加速度频响函数没有显著差异;SEA方法可较精确地预测钢箱梁的高频振动噪声,且相比有限元方法具有更高的计算效率;设置加劲肋后,板件的模态密度和输入功率均下降,子系统间的耦合程度降低,但板件的辐射效率增大;设置加劲肋后,顶板和底板的振动速度级在每个频带平均下降8.2 dB和6.7 dB,钢箱梁声功率级在每个频带平均减小3.1 dB(A);相比加劲肋厚度而言,加劲肋间距对钢箱梁声振响应的影响更大,应优先作为声学优化的主要参数;横隔板可在一定程度上降低板件的振动响应,取消横隔板将导致钢箱梁声功率级在每个频带平均增大1.3 dB(A)。