【摘要】：隨著工業(yè)的發(fā)展,動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行功率增大,振動(dòng)能量增強(qiáng),而工程結(jié)構(gòu)日益向輕、薄方向發(fā)展,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)振動(dòng)和噪聲問(wèn)題日益嚴(yán)重。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段有效預(yù)測(cè)產(chǎn)品的聲振特性,采取有效措施進(jìn)行低噪聲設(shè)計(jì),就可以避免多次反復(fù)設(shè)計(jì)和試制,降低設(shè)計(jì)費(fèi)用,加快制造進(jìn)度。薄殼結(jié)構(gòu)在汽車、船舶、水下航行結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域廣泛使用,研究復(fù)雜薄殼結(jié)構(gòu)在寬頻域聲振特性的預(yù)測(cè)及控制技術(shù),對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防事業(yè)具有重大的意義。 本文以復(fù)雜薄殼結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,研究了加筋板結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu)、基座結(jié)構(gòu)、圓柱殼體及支撐結(jié)構(gòu)與船舶模型在寬頻范圍的振動(dòng)與聲輻射特性及控制技術(shù)；提出了一種阻振性能優(yōu)良的新型空心阻振結(jié)構(gòu)；研制了一種具有寬頻高阻尼特性的丁基橡膠復(fù)合阻尼減振膠板,從工程應(yīng)用角度充分揭示了其對(duì)薄殼結(jié)構(gòu)的減振性能；設(shè)計(jì)了內(nèi)含多個(gè)設(shè)備支撐基座的圓柱殼體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置,研究了圓柱殼體內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的振動(dòng)傳遞與輻射噪聲特性；提出了支撐結(jié)構(gòu)的復(fù)合阻振技術(shù),開(kāi)展了復(fù)雜薄殼結(jié)構(gòu)在寬頻域的聲振特性預(yù)報(bào),取得了良好的減振降噪效果。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下： (1)基于復(fù)雜結(jié)構(gòu)中高頻聲振性能分析的FE-SEA混合法,提出用特征尺寸與波長(zhǎng)的比值即特征尺度比△劃分FEM、SEA和FE-SEA混合法的有效頻率區(qū)間,提高了建立復(fù)雜薄殼結(jié)構(gòu)FE-SEA混合模型的效率。 (2)提出了一種新型空心阻振結(jié)構(gòu),開(kāi)展了阻振機(jī)理及數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究。與實(shí)心阻振結(jié)構(gòu)相比,空心阻振結(jié)構(gòu)的阻抗失配加劇,阻振效果提高,有效阻振頻率向低頻移動(dòng),可拓寬阻振頻率范圍。薄殼結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)筋可在一定程度上降低板結(jié)構(gòu)的低頻振動(dòng),而阻振結(jié)構(gòu)主要對(duì)中高頻振動(dòng)具有優(yōu)良的阻振性能。 (3)以丁基橡膠為主要原材料研制的自粘性復(fù)合阻尼減振膠板,對(duì)于汽車、船舶等薄殼板筋結(jié)構(gòu),在寬頻范圍具有良好的阻尼減振性能。粘貼該復(fù)合阻尼減振膠板后,薄殼結(jié)構(gòu)在寬頻范圍的平均結(jié)構(gòu)損耗因子顯著增加,阻尼減振效果隨著傳播距離的增加而增加。 (4)設(shè)計(jì)了內(nèi)部具有3類設(shè)備支撐基座的水下圓柱殼體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置,采用傳遞函數(shù)靈敏度分析方法,對(duì)圓柱殼體結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行修正。修正后圓柱殼體、平臺(tái)結(jié)構(gòu)前10階固有頻率的計(jì)算誤差分別小于8%、2%,傳遞函數(shù)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的趨勢(shì)基本一致。在此基礎(chǔ)上,分析了支撐結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)圓柱殼體低頻振動(dòng)傳遞特性的影響規(guī)律,為支撐結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。 (5)通過(guò)基座至圓柱殼體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)傳遞特性分析,揭示了基座類型、結(jié)構(gòu)參數(shù)和布置位置對(duì)振動(dòng)傳遞特性的影響。基座至圓柱殼體表面的振動(dòng)傳遞函數(shù)、傳遞率與基座及圓柱殼體的結(jié)構(gòu)振動(dòng)模態(tài)參數(shù)有關(guān),在低頻時(shí)受基座和圓柱殼體結(jié)構(gòu)振動(dòng)模態(tài)的影響較為明顯；相同類型的基座,至圓柱殼體表面的等效傳遞率較接近,基座局部結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)整對(duì)等效傳遞率的影響較小；用機(jī)械導(dǎo)納與傳遞率為評(píng)價(jià)指標(biāo),所得到的基座至殼體表面的機(jī)械導(dǎo)納與傳遞率分布的趨勢(shì)及基本特征一致;在中高頻時(shí),提出了采用等效機(jī)械導(dǎo)納或等效傳遞率評(píng)價(jià)圓柱殼體表面的平均振動(dòng)特性。 (6)提出了質(zhì)量阻振與阻尼減振相結(jié)合的復(fù)合阻振技術(shù),開(kāi)展了圓柱殼體模型支撐結(jié)構(gòu)的復(fù)合阻振性能研究。結(jié)果表明復(fù)合阻振技術(shù)較單獨(dú)剛性阻振、阻尼減振技術(shù)具有一定優(yōu)勢(shì),可提高減振降噪效果并拓寬有效減振頻率范圍。 本文工作發(fā)展了薄殼結(jié)構(gòu)阻振結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式,研究了薄殼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量阻振性能,研究了丁基橡膠復(fù)合阻尼材料的阻尼減振性能,提出了支撐結(jié)構(gòu)的復(fù)合阻振技術(shù),研宄了復(fù)雜薄殼結(jié)構(gòu)的寬頻聲振性能混合法建模及數(shù)值預(yù)報(bào)方法,深化了支撐結(jié)構(gòu)的振動(dòng)傳遞控制技術(shù),為提高復(fù)雜薄殼結(jié)構(gòu)的聲學(xué)設(shè)計(jì)水平進(jìn)行了創(chuàng)造性的工作,取得了一系列具有工程實(shí)用價(jià)值的結(jié)論和成果,對(duì)于汽車、船舶等復(fù)雜薄殼結(jié)構(gòu)的低噪聲設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TB535

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2255029