在船舶工程領(lǐng)域,抑制結(jié)構(gòu)低頻和寬帶振動(dòng)噪聲受到研究人員的持續(xù)關(guān)注。周期結(jié)構(gòu)中彈性波傳播具有帶隙特性,在某些頻率范圍內(nèi)彈性波無(wú)法傳播通過(guò),這種特殊性質(zhì)為減振降噪設(shè)計(jì)開(kāi)辟了新的道路。板梁結(jié)構(gòu)作為應(yīng)用在船舶工程中的基本構(gòu)件,如何利用帶隙特性組建具有控制彎曲波傳播能力的人工周期板梁結(jié)構(gòu),對(duì)解決減振降噪工作面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和關(guān)鍵問(wèn)題具有重要意義。目前雖然已有抑制結(jié)構(gòu)振動(dòng)和噪聲的人工周期板梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),但在實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)寬帶設(shè)計(jì)和抑制低頻彎曲波傳播方面還存在很大的探索空間;另外,利用帶隙特性控制夾芯雙層板結(jié)構(gòu)傳聲能力的研究也較少,這無(wú)疑限制了新型隔聲設(shè)計(jì)的出現(xiàn)。因此,本論文以改善結(jié)構(gòu)低頻寬帶減振降噪特性為目標(biāo),分別開(kāi)展了新型周期板梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和夾芯雙層板隔聲設(shè)計(jì)工作。同時(shí),作為一種典型的水下人工周期結(jié)構(gòu),聲學(xué)覆蓋層通常周期敷設(shè)在潛艇結(jié)構(gòu)表面來(lái)提高潛艇的聲隱身性能,吸收低頻和寬帶入射聲波,同樣也是覆蓋層未來(lái)發(fā)展公認(rèn)的技術(shù)特征。如何在有限厚度的材料制約下,基于周期結(jié)構(gòu)理論獲得滿足低頻和寬帶吸聲要求的幾何構(gòu)型也是本論文考慮的問(wèn)題。綜上所述,本論文圍繞周期結(jié)構(gòu)面臨的低頻寬帶減振降噪問(wèn)題展開(kāi)了深入研究,開(kāi)展了以帶隙特性... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：150 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１船舶工程領(lǐng)域周期結(jié)構(gòu)示意圖：（ａ）加筋板殼結(jié)構(gòu)｜１］；?（ｂ）吸聲覆蓋層??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｅｒｉｏｄｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｉｎ?ｓｈｉｐ?ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：?（ａ）?ｓｔｉｆｆｅｎｅｄ?ｐｌａｔｅｓ；?（ｂ）?ａｎｅｃｈｏｉｃ?ｃｏａｔｉｎｇ??

立的特征方程求解獲得。每一組波動(dòng)頻率Ｗ與波矢Ａ都確定了可以在空間中自由傳播的??平面波，沒(méi)有波矢與之對(duì)應(yīng)的頻率范圍，意味著此頻率范圍內(nèi)沒(méi)有可傳播的平面波，那??么這樣的區(qū)域就是Ｂｌｏｃｈ波的禁帶，與之相反的即為通帶，如圖１．３?（ａ）所示。因此，??我們可以根據(jù)求解得到的頻散曲線來(lái)識(shí)別禁帶通帶的位置。第二種，軾形式，顯而易??見(jiàn)，波動(dòng)頻率￡？視為己知量，波數(shù)矢量Ａ變?yōu)榇蠼獾奶卣髦�。其中，波�?shù)的實(shí)部代表??了彈性波在空間中傳播時(shí)相位發(fā)生的變化，而虛部則衡量了彈性波在空間傳播過(guò)程中的??衰減程度。因此，我們依然可以根據(jù)求解得到的波數(shù)來(lái)判斷給定頻率下的波矢是處于通??帶還是禁帶，如圖１．３?（ｂ）所示。無(wú)論建立哪種形式下的特征方程都依賴于帶隙特性計(jì)??算方法，下面介紹目前求解彈性波帶隙特性的主要方法。??��？〇〇?＼?丨０００〉??８００?－?／?＼?Ｘ?８００?＇??＾?６００?－」???＾?６００?＝?—■??－?．?．?－?—??Ｉ?４０（？?－?Ｙ?＼?Ｓ＇?４〇〇?－??￣?２００?－?／?＼?２００?－??

＇構(gòu)造各向異性聲學(xué)介質(zhì)保護(hù)層，從而改變探測(cè)聲波的傳播軌跡，使聲波從目標(biāo)物體繞射??過(guò)去，實(shí)現(xiàn)聲隱身目的。三維結(jié)構(gòu)的聲學(xué)斗篷對(duì)聲波的控制如圖１．５所示［１１６］。??ｍｅｍｂｒａｎｅ??筆一—；－??ａｂｓｏｒｂｅｒ?ｎｏｒｍａ！?ｔｕｂｅ?ｍｏｔａ?ａＤｓｏｒｔｏｅ－?????ｍａｔｅｒｉａｌ??（ａ）?（ｂ）??圖１．４具有（ａ）負(fù)等效密度和（ｂ）負(fù)等效模量的聲學(xué)超材料??Ｆｉｇ．?１．４?Ｅｘａｍｐｌｅｓ?ｏｆ?ａｃｏｕｓｔｉｃ?ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｗｉｔｈ?（ａ）?ｎｅｇａｔｉｖｅ?ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ?ｄｅｎｓｉｔｙ；?（ｂ）?ｎｅｇａｔｉｖｅ??ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ?ｍｏｄｕｌｕｓ??緣．??圖１．５聲學(xué)斗篷示意圖??Ｆｉｇ．?１．５?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｃｏｕｓｔｉｃ?ｃｌｏａｋｉｎｇ??除了聲隱身性能研究，Ｆｏｋ［１１７］在他的綜述性文章里還指出了聲學(xué)超材料目前的另外??兩大應(yīng)用方向：作為高效的減振降噪材料和作為高性能的聲學(xué)透鏡。在減振降噪方面，??香港科技大學(xué)的Ｙａｎｇ［ｍ］首次提出了薄膜型聲學(xué)超材料概念，他將附著重物的彈性張緊??薄膜固定在支撐的格柵結(jié)構(gòu)中

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[5]結(jié)構(gòu)與柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[D]. 賈海朋.大連理工大學(xué) 2005
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碩士論文
[1]水下吸聲材料數(shù)值仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 杜靈根.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[2]基于有限元法的水聲吸聲材料吸聲特性研究[D]. 易思.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[3]基于均勻化方法的材料參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 康健.大連理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3509537