磁流变液作为一种智能流体,因其具有良好的可控性和迅速响应性而备受减振领域科研和工程技术人员的关注,并且其在减振领域已经获得了一定范围的应用。为进一步拓展磁流变液的应用领域,探讨其在载运工具降噪领域应用的可行性,本文开展了以磁流变液为芯层的夹层板结构的声学性能与优化研究。论文的主要内容及结论如下:(1)磁流变液单元体声学性能试验研究。为探讨磁流变液所处场强大小和磁场方向对其声学性能的影响,设计并制作了两种磁流变液单元体,使其在驻波管中试验时所处场强方向分别与扬声器发出的声波方向垂直和平行,磁流变液所处的磁场强度由不同厚度的稀土永磁体提供,磁流变液单元体的场强分布由COMSOL软件的磁场分析模块模拟呈现;利用驻波管测量了两种磁流变液单元体在不同磁场强度大小和方向作用下的传声损失,并与芯层为空气层和水层的单元体的传声损失做了对比研究。研究表明,磁场作用方向对磁流变液单元体的隔声性能具有显著影响,当声传播方向与磁流变液所处的磁场方向一致时,磁流变液单元体在中、低频段可以获得更大的隔声量,并且在整个频段的隔声量的可调性也更好。(2)磁流变液夹层板结构声学性能理论研究。首先,基于能量法和声传播理论建立了夹层板结构的传声损失数学模型;其次,探讨了夹层板内的磁流变液的储能模量与耗能模量;最后,基于所建立的夹层板传声损失理论模型,分析了磁流变液所处场强大小、夹层板面层与芯层厚度对磁流变液夹层板传声损失的影响。研究表明,随着磁场强度的增大,夹层板传声损失谷值所对应的频率明显增大,这意味着磁流变液夹层板在中低频区域的隔声量增大;面层与芯层厚度对夹层板传声损失的总体影响趋势一致,但芯层厚度的影响更为明显,随着厚度增大,夹层板的传声损失整体增大,但其谷值所对应的频率变低,这意味着厚度增大又会使某些频段的传声损失减小,因此,芯层与面层厚度应合理选取。(3)磁流变液夹层板结构声学性能模拟研究。为进一步验证磁流变液夹层板传声损失理论分析结果的可靠性,利用COMSOL软件分别构建了磁流变液单元体与磁流变液夹层板的声学有限元模型,仿真分析了其传声损失以及声场中声压级的分布,并基于仿真得到的夹层板的模态振型与固有频率,对夹层板的传声损失曲线进行了阐释。研究表明,磁流变液单元体的传声损失有限元分析结果与试验结果具有良好的一致性,这就证明了利用COMSOL软件建立的磁流变液单元体的有限元模型和分析方法是可靠的;利用COMSOL软件建立的磁流变液夹层板的传声损失有限元分析结果与理论分析结果也具有较好的一致性,这也间接证明了磁流变液夹层板传声损失理论分析结果是可信的。(4)磁流变液夹层板结构多目标优化研究。为合理设计磁流变液夹层板,在板的隔声性能与板的质量之间获取折中设计方案,以磁流变液夹层板面密度与传声损失为优化目标函数,以铝合金面层与磁流变液芯层的厚度为优化设计变量,同时考虑板的变形约束,利用NSGA-II遗传算法开展了磁流变液夹层板的双目标优化研究。研究获得了磁流变液夹层板优化的Pareto前沿,其膝点所对应的解即为兼顾质量目标和声学目标的最佳设计。本研究为磁流变液夹层板在汽车上的应用研究奠定了理论基础,其在较宽频带内良好的隔声与可调性能为汽车前围板或顶板的设计提供了创新思路。