为探究一种可用在汽车车身壁板或顶板中的磁流变液夹层板的声学特性,建立了该夹层板的声学有限元模型。其声学特性表明,磁流变液夹层板的低阶固有频率受其结构刚度影响几乎不随励磁磁场变化;随着磁场强度增大,夹层板的高阶固有频率明显变大,简谐激励作用下夹层板的最大变形量明显减小,最大辐射声压级变小;与其他夹芯层材料相比,磁流变液夹层板件具有更好的隔声性能。 -λ为磁流变液的松弛时间；H()-λ为松弛时间谱；ω为旋转角频率；N为松弛时间谱中离散的参数个数。不同励磁电流i下磁流变液的松驰时间谱参数如表1所示[10]，采用MATLAB软件编写相应的计算程序，可估算出不同励磁电流下磁流变液的储能模量和耗能模量。图1所示为不同励磁电流下1/3倍频带范围内磁流变液的储能模量G1和耗能模量G2。由图1可以看出，励磁电流引起的磁场变化对磁流变液的储能模量G1和耗能模量G2具有显著的影响。随着励磁电流的增加，储能模量G1和耗能模量G2整体增加夹层板的声场-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机，其随频率的变化趋势保持不变。表1磁流变液的松驰时间谱参数[10]（a）i=0.2A（b）i=1.4A图1不同电流下1/3倍频带内磁流变液的模量文献[13]基于振荡流变技术获得试验数据，数值拟合了磁流变液在屈服前阶段复剪切模量中的G1、G2与磁感应强度B的关系：ìíG1=3.11×10-7B2+3.56×10-4B+0.578G2=3.47×10-9B2+3.85×10-6B+0.00631（4）式中，B为磁感应强度。

公司网站 转载中国知网 www.wangaunjimuju.com本文将受外部磁场作用下的磁流变液视为粘弹性体，利用弹性模量、复剪切模量以及磁感应强度间的关系确定有限元建模过程中磁流变液所需的材料属性。对于各向同性材料，泊松比ν、弹性模量E和剪切模量G之间存在关系：E=2G()1+v（5）根据文献[14]，对于受外部磁场作用的智能流体，其泊松比在0.4~0.5间变化，本文取磁流变液的泊松比为0.45?或单独考虑声学模态都不能反映力、振动、声彼此之间的耦合特性，必须将结构振动和流体介质（空气）耦合起来考虑。为此，在MRF夹层板有限元模型基础上，通过APDL命令流引入了半球声常用Fluid30单元模拟声场内部流体以及与夹层板接触的流体层，并在夹层板与声场接触面处进行流固耦合定义。同时，在声场外部边界利用Fluid130单元创建吸收单元，以真实模拟MRF夹层板在声场中的声学特性。对半球声场，本文采用了四面体自由网格划分，并设置智能划分精度为1。图4即为在ANSYS中建立的MRF夹层板的半球声场有限元模型。图4MRF夹层板的声场有限元模型3数值模拟与分析基于所建立的有限元模型，在不同磁感应强度下，对MRF夹层板进行了模态分析、谐响应分析和辐射声压分析。在进行模态分析和谐响应分析时，对MRF夹层板最外层板（即上、下层面板和四周密封板）的外表面12条边施加全约束；在进行声学性能分析时，对处于半球声场内部的最外层板的外表面10条边施加全约束。3.1模态分析模态分析是所有动态分析类型中最基础的内容。本文通过模态分析得到了MRF夹层板的固有频率和振型等结构动力特性。图5所示为不同磁感应强度时MRF夹层板的固有频率。此处提取了MRF夹层板的前8阶固有频率和模态振型。从图5可以看出，MRF夹层板的低阶固有频率（本例为第1、2阶固有频率）几乎不受磁场的影响，原因在于夹层板的低阶固有频率主要取决于板的结构刚度，此时由磁场变化引起的磁流变液层的刚度变化还不足以明显改变MRF夹层板的整体刚度，故而在低阶时不同磁感应强度作用下夹层板的固有频率近似相等。从第2阶以后，磁流变液层的刚度变化开始明显影响整块夹层板的刚度分布，因而整个MRF夹层板的同阶固有频率随着磁感应强度的增加明显增大。图5不?夹层板的声场-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机 公司网站 转载中国知网 www.wangaunjimuju.com