發(fā)布時間：2017-04-06 01:00

  本文關(guān)鍵詞：船舶通液管線振動噪聲分析與復合阻尼材料優(yōu)化設計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：通液管道系統(tǒng)振動噪聲目前已成為船舶減振降噪控制面臨的主要問題。管道全頻域振動噪聲分析涉及流體力學、結(jié)構(gòu)動力學和管道聲學等多物理場，一體化的流體力學、結(jié)構(gòu)動力學及聲學耦合求解技術(shù)還不成熟。解決該問題主要難點有兩個，一是管道系統(tǒng)中水動力載荷的確定較困難，如水錘效應和湍振載荷等，依靠計算流體力學獲得這些載荷代價高；二是管道聲振耦合數(shù)值計算時高、中、低頻域（1~10KHz）動力學模型特點沒有深入研究，全頻域建模方法不清楚。本文第一部分內(nèi)容研究了實用化的簡易船舶通液管道振動噪聲分析一體化方法。根據(jù)文獻，給出了管道系統(tǒng)中水動力瞬態(tài)效應載荷簡化計算方法，省略管道流體力學計算過程，水動力瞬態(tài)效應載荷可直接導入后續(xù)管道聲固耦合計算模型。其次，研究了管道聲振耦合計算全頻域動力學模型特點，給出建立管道振動噪聲分析模型的方法。算例結(jié)果表明，管道系統(tǒng)振動噪聲全頻域分析是一個有限元法、混合法聯(lián)合應用問題，單一的有限元模型或統(tǒng)計能量模型都不適用。最后,針對管道減振降噪工程設計要求，對管道貼敷特定阻尼材料，，并進行了阻尼材料減振降噪效果評價。 阻尼材料具有良好的吸能特性，在工程結(jié)構(gòu)減振降噪設計中得到廣泛應用。新型阻尼材料的開發(fā)較為困難，周期長、開發(fā)費用昂貴，最大限度發(fā)揮現(xiàn)有阻尼材料的應用效果是目前可行之策。本文第二部分，首先通過優(yōu)化設計阻尼材料在待控結(jié)構(gòu)物或裝置表面的位置分布與厚度，使其在指定減振降噪效果下阻尼材料用量最小，充分發(fā)揮阻尼材料作用。其次，通過對現(xiàn)有阻尼材料的不同配置組合，開發(fā)出新形式復合阻尼材料（Hybrid Damping Materials），如梯度阻尼材料和區(qū)域混雜阻尼材料等，使現(xiàn)有阻尼材料煥發(fā)新的活力。文中對給定的多種不同阻尼材料，通過對各種阻尼材料在結(jié)構(gòu)物表面上拓撲分布和厚度優(yōu)化，在滿足指定減振要求下，設計出復合阻尼材料。建立了各種復合阻尼材料設計模型，給出相應的優(yōu)化方法。算例表明這些方法具有較好工程實用價值。
【關(guān)鍵詞】：船舶 通液管道 振動噪聲 復合阻尼材料 拓撲優(yōu)化
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：U661.44;U668.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目錄6-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 選題背景及研究意義8
• 1.2 管道振動噪聲分析研究概況8-11
• 1.2.1 國外研究概況9-10
• 1.2.2 國內(nèi)研究概況10-11
• 1.3 阻尼材料拓撲優(yōu)化設計研究發(fā)展11-13
• 1.4 本文主要內(nèi)容13-14
• 第2章 通液管道振動與噪聲分析14-47
• 2.1 振動噪聲計算基本方程與解法14-19
• 2.1.1 聲學基本方程14
• 2.1.2 聲學問題計算方法及常用軟件14-15
• 2.1.3 振動噪聲問題的高頻域統(tǒng)計能量解法15-16
• 2.1.4 振動噪聲問題中頻域 FE-SEA 混合計算方法原理16-17
• 2.1.5 振動噪聲問題低頻域有限元方法原理17-19
• 2.2 通液管道系統(tǒng)振動源與噪聲源特性分析19-22
• 2.2.1 機械和流體振動噪聲源及其頻譜特征19-20
• 2.2.2 流體瞬態(tài)變化導致的效應20-22
• 2.3 通液管道系統(tǒng)振動與噪聲計算模型及計算結(jié)果22-45
• 2.3.1 管道結(jié)構(gòu)模型22-26
• 2.3.2 管線有限元模態(tài)計算26-35
• 2.3.3 通液管道系統(tǒng)振動與聲輻射分析全頻域計算35-45
• 2.4 通液管道系統(tǒng)振動與噪聲計算流程45-46
• 2.5 本章小結(jié)46-47
• 第3章 通液管線貼敷阻尼材料減振效果分析47-73
• 3.1 通液管道系統(tǒng)貼敷阻尼材料振動與噪聲分析47-65
• 3.1.1 阻尼材料參數(shù)47-50
• 3.1.2 貼敷阻尼材料管道系統(tǒng)模型50-51
• 3.1.3 貼敷阻尼材料通液管道系統(tǒng)振動與噪聲全頻域計算51-65
• 3.2 減振降噪效果評價65-71
• 3.2.1 貼敷 DFM 阻尼材料減振降噪結(jié)果65-66
• 3.2.2 貼敷 SA-3 阻尼材料減振降噪結(jié)果66-67
• 3.2.3 貼敷 DFM 開孔阻尼材料減振降噪結(jié)果67-69
• 3.2.4 貼敷 SA-3 開孔阻尼材料減振降噪結(jié)果69-71
• 3.3 本章小結(jié)71-73
• 第4章 復合阻尼材料拓撲優(yōu)化設計73-97
• 4.1 引言73
• 4.2 同一阻尼材料厚度分布優(yōu)化設計73-77
• 4.2.1 Nastran 計算結(jié)果74-75
• 4.2.2 重量目標函數(shù)及考慮損耗因子約束的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型75-77
• 4.3 同一阻尼材料厚度拓撲分布優(yōu)化設計77-83
• 4.3.1 重量目標函數(shù)及考慮損耗因子約束的拓撲分布優(yōu)化模型77-79
• 4.3.2 重量目標函數(shù)及考慮損耗因子約束的阻尼材料拓撲分布優(yōu)化79-83
• 4.4 多種阻尼材料給定厚度下分布優(yōu)化設計83-85
• 4.5 多種阻尼材料厚度及材料分布優(yōu)化設計85-87
• 4.6 梯度阻尼材料層間拓撲分布優(yōu)化設計87-89
• 4.7 梯度阻尼材料區(qū)域拓撲分布優(yōu)化設計89-96
• 4.8 本章小結(jié)96-97
• 第5章 總結(jié)與展望97-99
• 5.1 全文總結(jié)97-98
• 5.2 研究展望98-99
• 參考文獻99-102
• 致謝102-103
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文103-105

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：船舶通液管線振動噪聲分析與復合阻尼材料優(yōu)化設計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：287955