艦船典型板架結構彈性波動力學特性研究
發(fā)布時間：2021-02-25 13:53
船體結構是機械設備振動轉化為水下輻射噪聲的主要途徑,其動力特性是影響艦船水下聲輻射特性的關鍵因素。機械設備激勵通過基座傳遞到船體板架結構,引起船體板架結構的振動響應,并以彈性波的形式在船體板架結構中沿船長方向,船寬方向和型深方向傳播,這本質上是一個波動力學問題。機械設備引起的動力響應在船體結構中的傳遞和衰減規(guī)律一直以來都是艦船減振降噪領域關心的熱點問題,研究艦船結構動力響應的傳遞和衰減特性對艦船結構動力性能評估與優(yōu)化設計具有重要意義。艦船是由肋板、舷側肋骨和甲板橫梁等形成的橫向框架,甲板、艙壁、舷側外板和雙層底等形成的空間板架,以及底部、舷側和甲板縱桁等縱向框架構成的復雜空間板架結構,其中梁和平板是艦船復雜空間板架結構的基本結構構件。針對梁和平板等艦船典型板架結構基本單元,本文介紹了Euler-Bernoulli梁和Timoshenko梁理論以及Kirchhoff薄板和Mindlin中厚板理論,給出了這兩種梁理論波動解的矩陣表達形式,推導了Kirchhoff薄板和Mindlin中厚板理論的波動解,為建立基于回傳射線矩陣法的艦船典型板架結構波動特性計算方法奠定了理論基礎。根據梁和平板結構...
【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校
【文章頁數】：256 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
艦船空間板架結構及其準
哈爾濱工程大學博士學位論文從圖 4.4(a)可以看出，對于同一頻率而言，梁單元彈性模量比越大，二組元周期變截面梁彎曲波實波數越小，根據波數、頻率和相速度之間的關系 cp= ω/k 可知，此時彎曲波相速度越大，這說明梁單元的彈性模量比差異越大，梁中彎曲波相速度也越大。從圖 4.4(a)還可以看出，彈性模量比對較高頻段二組元周期變截面梁彎曲波實波數的影響比較低頻段的影響更為顯著。
(a) Re(kFL/π) (b) Im(kFL)圖 4.5 不同截面慣性矩比下周期變截面梁的波數頻譜圖Figure 4.5 Wavenumber spectrum nephograms of the bending wave of a beam with periodic variable ratioof cross-sectional moment of inertia4.3.2.3 截面面積比的影響在分析梁單元截面面積比對二組元周期變截面梁波數頻譜特性的影響時，保持兩個梁單元的材料屬性（彈性模量、質量密度和泊松比）和其他截面屬性（慣性矩）一致，采用第三章介紹的回傳射線矩陣法，計算得到截面面積比 A1/A2從 1.0 以 0.1 的步長增加到 5.0，頻率 1~8kHz 范圍內的彎曲波波數，其實部和虛部隨頻率和彈性模量比的變化規(guī)律如圖 4.6(a)和(b)所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于動力反共振結構的周期細直梁縱向局域共振帶隙研究[J]. 劉扭扭,張振果,徐時吟,華宏星. 振動與沖擊. 2017(24)
[2]均質土中部分埋入粘彈性變模量樁基的瞬態(tài)波動響應[J]. 孫飛飛,余云燕. 蘭州工業(yè)學院學報. 2017(05)
[3]An Analysis of Structural-Acoustic Coupling Band Gaps in a Fluid-Filled Periodic Pipe[J]. 郁殿龍,杜春陽,沈惠杰,劉江偉,溫激鴻. Chinese Physics Letters. 2017(07)
[4]X形超阻尼局域共振聲子晶體梁彎曲振動帶隙特性[J]. 杜春陽,郁殿龍,劉江偉,溫激鴻. 物理學報. 2017(14)
[5]Effect of negative permeability on elastic wave propagation in magnetoelastic multilayered composites[J]. W.Wang,Y.Q.Guo,W.Q.Chen. Theoretical & Applied Mechanics Letters. 2017(03)
[6]船舶水下噪聲研究三十年的基本進展及若干前沿基礎問題[J]. 俞孟薩,林立. 船舶力學. 2017(02)
[7]周期性附加單腔赫姆霍茲共鳴器一維管路聲帶隙耦合分析[J]. 曹曉豐,郁殿龍,劉江偉,溫激鴻. 振動與沖擊. 2016(19)
[8]四邊固支局域共振型板的低頻隔聲特性研究[J]. 張若軍,肖勇,溫激鴻,郁殿龍. 振動工程學報. 2016(05)
[9]聲子晶體板中低頻完全禁帶形成機理研究[J]. 李鎖斌,陳天寧,奚延輝,王小鵬. 西安交通大學學報. 2016(12)
[10]基于質量放大局域共振型聲子晶體的低頻減振設計[J]. 張印,尹劍飛,溫激鴻,郁殿龍. 振動與沖擊. 2016(17)
博士論文
[1]螺旋槳激振力引起的船體結構振動及水下輻射噪聲特性研究[D]. 李燎原.哈爾濱工程大學 2016
[2]周期性結構及周期性隔震基礎[D]. 程志寶.北京交通大學 2014
[3]考慮樁—土相對位移的樁基沉降計算及樁基時效性研究[D]. 王忠瑾.浙江大學 2013
[4]非飽和土中樁的動力響應與循環(huán)荷載試驗研究[D]. 章敏.中南大學 2013
[5]船體結構聲波動特性及阻波技術應用研究[D]. 計方.哈爾濱工程大學 2011
[6]基于波動理論的有限尺寸結構短時瞬態(tài)響應與功率流控制[D]. 劉春川.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[7]功能梯度材料板中波的傳播特性和沖擊響應分析[D]. 孫丹.湖南大學 2011
[8]多場耦合層狀結構的振動與波動[D]. 周云英.浙江大學 2011
[9]水平荷載作用下橋墩及樁基的靜力與動力響應分析[D]. 常林越.浙江大學 2010
[10]框架振動和瞬態(tài)響應的回傳波射矩陣法研究[D]. 繆馥星.上海交通大學 2009
碩士論文
[1]周期夾層板結構中Lamb波傳播的數值研究[D]. 劉曉峰.北京交通大學 2016
[2]船舶結構振動傳遞規(guī)律的工程預報及抑制[D]. 朱瑞儀.上海交通大學 2014
[3]基樁瞬態(tài)響應分析及損傷診斷[D]. 賀姣.長沙理工大學 2012
[4]應力波在單樁和單樁—承臺系統(tǒng)中傳播的數值計算[D]. 同霄.蘭州交通大學 2012
[5]含損傷結構的壓電阻抗模型及其應用[D]. 李萬春.寧波大學 2012
[6]深水采油管柱在地震荷載作用下的動力響應[D]. 朱幸科.浙江大學 2011
[7]聲波在覆蓋層及船體結構中的傳遞特性研究[D]. 于丹竹.哈爾濱工程大學 2011
[8]基于彈性波理論的框架地震效應分析[D]. 陳科夫.上海交通大學 2010
[9]土阻尼系數對基樁質量檢測影響的試驗研究[D]. 曹俊偉.蘭州交通大學 2010
[10]樁—土相互作用土參數的室內模型試驗研究[D]. 袁春輝.蘭州交通大學 2010
本文編號：3051067
【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校
【文章頁數】：256 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
艦船空間板架結構及其準
哈爾濱工程大學博士學位論文從圖 4.4(a)可以看出，對于同一頻率而言，梁單元彈性模量比越大，二組元周期變截面梁彎曲波實波數越小，根據波數、頻率和相速度之間的關系 cp= ω/k 可知，此時彎曲波相速度越大，這說明梁單元的彈性模量比差異越大，梁中彎曲波相速度也越大。從圖 4.4(a)還可以看出，彈性模量比對較高頻段二組元周期變截面梁彎曲波實波數的影響比較低頻段的影響更為顯著。
(a) Re(kFL/π) (b) Im(kFL)圖 4.5 不同截面慣性矩比下周期變截面梁的波數頻譜圖Figure 4.5 Wavenumber spectrum nephograms of the bending wave of a beam with periodic variable ratioof cross-sectional moment of inertia4.3.2.3 截面面積比的影響在分析梁單元截面面積比對二組元周期變截面梁波數頻譜特性的影響時，保持兩個梁單元的材料屬性（彈性模量、質量密度和泊松比）和其他截面屬性（慣性矩）一致，采用第三章介紹的回傳射線矩陣法，計算得到截面面積比 A1/A2從 1.0 以 0.1 的步長增加到 5.0，頻率 1~8kHz 范圍內的彎曲波波數，其實部和虛部隨頻率和彈性模量比的變化規(guī)律如圖 4.6(a)和(b)所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于動力反共振結構的周期細直梁縱向局域共振帶隙研究[J]. 劉扭扭,張振果,徐時吟,華宏星. 振動與沖擊. 2017(24)
[2]均質土中部分埋入粘彈性變模量樁基的瞬態(tài)波動響應[J]. 孫飛飛,余云燕. 蘭州工業(yè)學院學報. 2017(05)
[3]An Analysis of Structural-Acoustic Coupling Band Gaps in a Fluid-Filled Periodic Pipe[J]. 郁殿龍,杜春陽,沈惠杰,劉江偉,溫激鴻. Chinese Physics Letters. 2017(07)
[4]X形超阻尼局域共振聲子晶體梁彎曲振動帶隙特性[J]. 杜春陽,郁殿龍,劉江偉,溫激鴻. 物理學報. 2017(14)
[5]Effect of negative permeability on elastic wave propagation in magnetoelastic multilayered composites[J]. W.Wang,Y.Q.Guo,W.Q.Chen. Theoretical & Applied Mechanics Letters. 2017(03)
[6]船舶水下噪聲研究三十年的基本進展及若干前沿基礎問題[J]. 俞孟薩,林立. 船舶力學. 2017(02)
[7]周期性附加單腔赫姆霍茲共鳴器一維管路聲帶隙耦合分析[J]. 曹曉豐,郁殿龍,劉江偉,溫激鴻. 振動與沖擊. 2016(19)
[8]四邊固支局域共振型板的低頻隔聲特性研究[J]. 張若軍,肖勇,溫激鴻,郁殿龍. 振動工程學報. 2016(05)
[9]聲子晶體板中低頻完全禁帶形成機理研究[J]. 李鎖斌,陳天寧,奚延輝,王小鵬. 西安交通大學學報. 2016(12)
[10]基于質量放大局域共振型聲子晶體的低頻減振設計[J]. 張印,尹劍飛,溫激鴻,郁殿龍. 振動與沖擊. 2016(17)
博士論文
[1]螺旋槳激振力引起的船體結構振動及水下輻射噪聲特性研究[D]. 李燎原.哈爾濱工程大學 2016
[2]周期性結構及周期性隔震基礎[D]. 程志寶.北京交通大學 2014
[3]考慮樁—土相對位移的樁基沉降計算及樁基時效性研究[D]. 王忠瑾.浙江大學 2013
[4]非飽和土中樁的動力響應與循環(huán)荷載試驗研究[D]. 章敏.中南大學 2013
[5]船體結構聲波動特性及阻波技術應用研究[D]. 計方.哈爾濱工程大學 2011
[6]基于波動理論的有限尺寸結構短時瞬態(tài)響應與功率流控制[D]. 劉春川.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[7]功能梯度材料板中波的傳播特性和沖擊響應分析[D]. 孫丹.湖南大學 2011
[8]多場耦合層狀結構的振動與波動[D]. 周云英.浙江大學 2011
[9]水平荷載作用下橋墩及樁基的靜力與動力響應分析[D]. 常林越.浙江大學 2010
[10]框架振動和瞬態(tài)響應的回傳波射矩陣法研究[D]. 繆馥星.上海交通大學 2009
碩士論文
[1]周期夾層板結構中Lamb波傳播的數值研究[D]. 劉曉峰.北京交通大學 2016
[2]船舶結構振動傳遞規(guī)律的工程預報及抑制[D]. 朱瑞儀.上海交通大學 2014
[3]基樁瞬態(tài)響應分析及損傷診斷[D]. 賀姣.長沙理工大學 2012
[4]應力波在單樁和單樁—承臺系統(tǒng)中傳播的數值計算[D]. 同霄.蘭州交通大學 2012
[5]含損傷結構的壓電阻抗模型及其應用[D]. 李萬春.寧波大學 2012
[6]深水采油管柱在地震荷載作用下的動力響應[D]. 朱幸科.浙江大學 2011
[7]聲波在覆蓋層及船體結構中的傳遞特性研究[D]. 于丹竹.哈爾濱工程大學 2011
[8]基于彈性波理論的框架地震效應分析[D]. 陳科夫.上海交通大學 2010
[9]土阻尼系數對基樁質量檢測影響的試驗研究[D]. 曹俊偉.蘭州交通大學 2010
[10]樁—土相互作用土參數的室內模型試驗研究[D]. 袁春輝.蘭州交通大學 2010
本文編號：3051067
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