[发明专利]基于球单元的产品吸声降噪的设计方法

摘要

本发明提供了一种基于球单元的产品吸声降噪的设计方法，利用拓扑优化的方法选择合适的位置设计球单元多孔网状结构，进而设计出具有优良力学性能和吸声降噪性能的产品。本发明的有益效果是通过拓扑优化方法构造出的最优的吸声降噪结构，通过在产品内通过填充球单元及其拓扑结构来构造最优的吸声降噪结构，在满足最优吸声降噪性能的前提下通过改变球单元的结构属性可以满足产品的外部应力需求，在应力集中的地方增大内部结构的强度，通过设计合理的结构可以增强产品的吸声降噪性能。

主权项

一种基于球单元的产品吸声降噪的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)定义设计域、载荷和边界条件；(2)对产品区域划分有限元网格，同时初始化各变量；(3)利用基于均匀化计算理论结合结构构型设计和材料构型设计、以声辐射功率为目标的优化模型，对产品各单元进行有限元分析，利用模型构造出最优的吸声降噪的多孔结构；(4)在产品的指定的位置填充球单元或球单元的拓扑结构，从而构造出最优的吸声降噪的多孔结构，使产品具有良好的吸声降噪性能；(5)对设计好内部结构的产品在设计要求的工况下进行有限元分析，得出部件的应力分布与力学性能相关的参数；(6)对步骤(5)获得的力学参数进行数据分析、归纳整理，得到系统性、综合性的力学问题和优化导向，通过改变球单元的材料、结构实现产品所需的强度要求；(7)对步骤(6)中设计出的结构，进行计算机仿真分析和相关测试验证部件是否满足设计需求。