相對于傳統(tǒng)鋼質(zhì)材料,復(fù)合材料由于具有比強度高、聲學(xué)性能優(yōu)、可設(shè)計性強等優(yōu)點,已在水下航行器結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。而結(jié)構(gòu)輻射噪聲作為衡量水下航行器戰(zhàn)斗力和生命力的重要指標,是各種聲學(xué)探測武器的主要目標,同時也是干擾主動聲吶工作的主要因素。對于水下航行器這類大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)而言,其上層建筑采用復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)后的水下振動聲輻射特性,直接影響著水下航行器的聲學(xué)性能及人員的舒適安全性。因此,開展水下航行器復(fù)合材料上層建筑聲振特性的研究具有重要的理論價值和工程背景,本文以復(fù)合材料上層建筑聲振特性作為研究目標,遵循理論分析與工程應(yīng)用相結(jié)合的研究思路,開展水下航行器復(fù)合材料上層建筑聲振特性的研究分析。首先討論適用于剪切變形理論的復(fù)合材料夾芯板力學(xué)性能計算分析方法,通過理論分析與算例驗證,確定復(fù)合材料夾芯板的有限元建模方式,即采用殼單元分層建模方式進行復(fù)合材料夾芯板數(shù)值分析模型的建立。然后基于聲固耦合有限元分析技術(shù),進行結(jié)構(gòu)水下輻射噪聲數(shù)值分析,并開展加筋圓柱殼水下輻射噪聲測試試驗,驗證聲固耦合有限元法的有效性,為水下航行器復(fù)合材料上層建筑聲振特性的研究奠定理論基礎(chǔ)。依托上述復(fù)合材料夾芯板分層建模技術(shù),并結(jié)... 

【文章來源】： 馬建強 哈爾濱工程大學(xué)

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

“食蚊魚”級潛艇指揮臺圍殼（2）聲吶導(dǎo)流罩

第1章緒論3圖1.1“食蚊魚”級潛艇指揮臺圍殼圖1.2“弗吉尼亞”級潛艇復(fù)合材料圍殼（2）聲吶導(dǎo)流罩由于復(fù)合材料具有無磁透聲，且易于制成流線形的特點，既不影響聲納的正常工作，同時也有能夠降低艇體在水中運動的阻力。因此，復(fù)合材料在潛艇聲納導(dǎo)流罩中的應(yīng)用較為廣泛。西班牙建造的S-80柴電潛艇采用了復(fù)合材料聲納導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)[26]，該聲納導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)由古德里奇公司提供。同樣的，古德里奇公司于2001年開始為美國海軍的“弗吉尼亞”級潛艇提供復(fù)合材料聲納導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)[24]。（3）桅桿相比于鋼質(zhì)材料，復(fù)合材料桅桿具有重量輕且不易被腐蝕的特點，同時復(fù)合材料可采用鑄模成型技術(shù)一次性制成復(fù)雜的形狀，也能夠在桅桿中嵌入雷達吸波材料，降低了被外界探測設(shè)備到的可能性。澳大利亞的“柯林斯”級潛艇的桅桿結(jié)構(gòu)也采用復(fù)合材料進行建造。同樣地，加拿大的“支持者”級常規(guī)潛艇就采用了復(fù)合材料通信桅桿結(jié)構(gòu)。另外，復(fù)合材料桅桿結(jié)構(gòu)也已經(jīng)在德國出口的209型潛艇上安裝使用[27]。圖1.3澳大利亞“柯林斯”級潛艇圖1.4德國出口的209型潛艇（4）螺旋槳復(fù)合材料螺旋槳在德國209A和212A潛艇上進行了試驗應(yīng)用，并在后者上取得了較好效果。該螺旋槳的槳葉結(jié)構(gòu)采用凱芙拉纖維和碳纖維混雜的纖維增強塑料制造，而槳轂結(jié)構(gòu)則采用金屬材料制造。該螺旋槳于2006年1月正式安裝使用，該槳的應(yīng)用可有效降低潛艇艉部重量，進一步提高其推進效率[28]。

第1章緒論3圖1.1“食蚊魚”級潛艇指揮臺圍殼圖1.2“弗吉尼亞”級潛艇復(fù)合材料圍殼（2）聲吶導(dǎo)流罩由于復(fù)合材料具有無磁透聲，且易于制成流線形的特點，既不影響聲納的正常工作，同時也有能夠降低艇體在水中運動的阻力。因此，復(fù)合材料在潛艇聲納導(dǎo)流罩中的應(yīng)用較為廣泛。西班牙建造的S-80柴電潛艇采用了復(fù)合材料聲納導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)[26]，該聲納導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)由古德里奇公司提供。同樣的，古德里奇公司于2001年開始為美國海軍的“弗吉尼亞”級潛艇提供復(fù)合材料聲納導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)[24]。（3）桅桿相比于鋼質(zhì)材料，復(fù)合材料桅桿具有重量輕且不易被腐蝕的特點，同時復(fù)合材料可采用鑄模成型技術(shù)一次性制成復(fù)雜的形狀，也能夠在桅桿中嵌入雷達吸波材料，降低了被外界探測設(shè)備到的可能性。澳大利亞的“柯林斯”級潛艇的桅桿結(jié)構(gòu)也采用復(fù)合材料進行建造。同樣地，加拿大的“支持者”級常規(guī)潛艇就采用了復(fù)合材料通信桅桿結(jié)構(gòu)。另外，復(fù)合材料桅桿結(jié)構(gòu)也已經(jīng)在德國出口的209型潛艇上安裝使用[27]。圖1.3澳大利亞“柯林斯”級潛艇圖1.4德國出口的209型潛艇（4）螺旋槳復(fù)合材料螺旋槳在德國209A和212A潛艇上進行了試驗應(yīng)用，并在后者上取得了較好效果。該螺旋槳的槳葉結(jié)構(gòu)采用凱芙拉纖維和碳纖維混雜的纖維增強塑料制造，而槳轂結(jié)構(gòu)則采用金屬材料制造。該螺旋槳于2006年1月正式安裝使用，該槳的應(yīng)用可有效降低潛艇艉部重量，進一步提高其推進效率[28]。


本文編號：2996165