复合材料因其比强度高、比刚度大、材料性能可设计性等特点,在航空航天、汽车、船舶等行业得到广泛的应用。对于复合材料的声学特性问题,王旌生等对水中复合材料的结构-声辐射特性进行了系统的综述。王东方等对复合材料箱形结构内噪声控制问题进行了分析。李海涛等对水下均匀复合材料的声学特性进行研究,分析铺层厚度和角度对声辐射的影响。近年来,开展了一系列的复合材料结构优化研究。Liu等对复合材料的铺层厚度、铺层数、铺层角等参数对结构强度影响进行了系统的分析。易龙等用有限元法对复合材料结构优化研究,以实现减轻重量之目的。刘宝山等对复合材料的结构声学进行优化,实现了减振降噪之目的。李烁等采用神经网络响应面法进行复合材料的结构优化设计。Bin等对复合材料的声优化开展了研究。Denli等对夹芯复合材料的声辐射优化问题进行了研究。
现有研究以复合材料板结构的声辐射问题为研究对象,以降低复合材料板的结构-声辐射功率为目标,以复合材料的铺层厚度、铺层角度和铺层数为设计变量,结构的质量、基频为约束条件,采用遗传算法进行结构优化求解。
运用优化理论,可进行复合材料层合板的铺层数、铺层角度和铺层厚度等参数的优化,实现改善结构振动和声学特性之目的。对于复合材料层合板,由于材料的各向异性特性,铺层角度和层数对声学特性产生较大影响。这是它同一般结构材料的重要区别。由于假设铺层几何是对称型,降低了优化效果,如果改为非对称型铺层,其优化效果将提高。在优化过程中,优化收敛有些慢,为减少优化时间、提高效率,需要对优化算法进行改进,加快收敛速度,这对于计算量比较大的声学分析具有一定的现实意义。(欣然)