發(fā)布時間：2017-08-04 08:29

  本文關(guān)鍵詞：水下艙段振動噪聲及復(fù)合材料基座對其影響研究

  更多相關(guān)文章： 水下艙段 結(jié)構(gòu)振動 遠場聲輻射 復(fù)合材料 基座

【摘要】：目前,艦船的振動噪聲性能正得到越來越多的重視。長時間的振動,尤其是共振,很容易導(dǎo)致艦船結(jié)構(gòu)和設(shè)備的破壞。同時,艙室和工作區(qū)域的振動與噪聲會使人感到疲倦和煩躁,甚至對工作人員產(chǎn)生永久性傷害。在軍事對抗上,振動噪聲對雷達和聲吶的影響更是巨大,水下聲輻射的大小將直接影響雙方偵查范圍的大小。因此在艦船的制造過程中需要特別重視艦船的振動噪聲性能。復(fù)合材料是一種力學(xué)性能優(yōu)良、減振性能優(yōu)秀、比強度高、比模量高、抗沖擊、抗疲勞的新型材料,基于這些優(yōu)點,將復(fù)合材料應(yīng)用在基座結(jié)構(gòu),對提升艦船的減振技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。本文以帶有基座結(jié)構(gòu)的水下艙段為研究對象。首先采用有限元方法進行了無水層艙段的模態(tài)分析和頻率響應(yīng)分析;同時基于流固耦合有限元方法,研究了不同厚度水層下艙段各結(jié)構(gòu)的振動特性;并且通過無限元方法,分析了無界水域中艙段各結(jié)構(gòu)的振動特性;并將以上計算結(jié)果進行對比研究。然后基于邊界元法和Helmholtz積分方程,通過Fortran和Python語言編譯程序,采用數(shù)值計算方法求解了艙段的遠場聲輻射,并將計算結(jié)果與Actran軟件仿真結(jié)果進行了對比研究。最后基于經(jīng)典層合板理論建立了帶有復(fù)合材料基座的艙段有限元模型,研究了復(fù)合材料層合板不同應(yīng)用和不同厚度比下的振動特性,并與之前的振動結(jié)果進行對比研究。通過以上工作,得到了以下結(jié)論:(1)水下艙段附加水層后振動均有一定程度的降低,并且降低程度與水層厚度有關(guān);有限水層和無限水層下的計算結(jié)果較為一致;無界水域下的振動計算更為真實,但效率較低;0.4m水層的計算結(jié)果最接近無限水層。(2)水下艙段的遠場聲輻射在0~100Hz逐漸升高,達到100Hz后趨于穩(wěn)定;程序計算結(jié)果與有限元/邊界元結(jié)果是一致的,程序是可行的。(3)復(fù)合材料在基座面板的應(yīng)用對減振最為有利,而復(fù)合材料在基座整體的應(yīng)用效果最差;相比于其他運用情況,復(fù)合材料應(yīng)用在面板時,邊界層和夾芯層的厚度比為2:1較好,應(yīng)用在腹板和肘板時,厚度比為1:1較好�？傮w來說,復(fù)合材料基座有利于抑制艙段振動。
【關(guān)鍵詞】：水下艙段 結(jié)構(gòu)振動 遠場聲輻射 復(fù)合材料 基座
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U661.44
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究的背景及意義12-13
• 1.2 本課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-17
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)振動與噪聲的一般性研究方法13-14
• 1.2.2 水下結(jié)構(gòu)振動與聲輻射的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 復(fù)合材料的國內(nèi)外研究進展及發(fā)展趨勢15-16
• 1.2.4 隔振基座的國內(nèi)外研究進展及發(fā)展趨勢16-17
• 1.3 本文的主要研究工作17-18
• 第2章 艦船結(jié)構(gòu)振動與聲輻射理論18-26
• 2.1 艦船結(jié)構(gòu)振動研究18-22
• 2.1.1 板筋結(jié)構(gòu)振動研究18-19
• 2.1.2 艦船結(jié)構(gòu)振動研究19-22
• 2.2 艦船振動結(jié)構(gòu)的聲輻射原理22-23
• 2.3 水介質(zhì)中結(jié)構(gòu)振動與聲耦合23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 水下艙段結(jié)構(gòu)振動特性分析26-50
• 3.1 艙段有限元建模26-29
• 3.1.1 艙段模型26-27
• 3.1.2 艙段有限元建模27-29
• 3.2 艙段及平臺模態(tài)分析29-33
• 3.3 艙段結(jié)構(gòu)振動傳遞分析33-39
• 3.3.1 相關(guān)參數(shù)說明33-34
• 3.3.2 基座底部振動傳遞分析34-35
• 3.3.3 艙壁振動傳遞分析35-37
• 3.3.4 首尾橫艙壁振動傳遞分析37-38
• 3.3.5 平臺振動傳遞分析38-39
• 3.4 基于有限元法的有限水層艙段振動分析39-45
• 3.4.1 分析參數(shù)說明40-41
• 3.4.2 基座底部振動速度級分析41-42
• 3.4.3 艙壁振動速度級分析42-43
• 3.4.4 橫艙壁振動速度級分析43-44
• 3.4.5 平臺振動速度級分析44-45
• 3.5 基于無限元法的無界水域艙段振動研究45-49
• 3.5.1 無限元介紹45-46
• 3.5.2 有限元法與無限元法振動結(jié)果對比研究46-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第4章 基于邊界元算法的水下艙段聲輻射研究50-70
• 4.1 聲學(xué)邊界元算法的理論基礎(chǔ)50-59
• 4.1.1 聲輻射基本理論及Helmholtz方程50-51
• 4.1.2 外部Helmholtz積分方程51-53
• 4.1.3 Helmholtz積分方程的離散53-58
• 4.1.4 邊界元方程組的數(shù)值積分方法58-59
• 4.2 聲輻射計算程序開發(fā)研究59-61
• 4.2.1 聲輻射計算程序編譯概述59-60
• 4.2.2 編程語言介紹60-61
• 4.3 水下艙段聲輻射對比研究61-69
• 4.3.1 15m聲場場點對比研究62-66
• 4.3.2 30m聲場場點對比研究66-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第5章 基于復(fù)合材料隔振基座的艙段振動研究70-91
• 5.1 復(fù)合材料層合板概述及本文應(yīng)用70-76
• 5.1.1 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)層合板特性70-71
• 5.1.2 經(jīng)典層合板理論71-74
• 5.1.3 基座復(fù)合材料選型及參數(shù)設(shè)置74-75
• 5.1.4 復(fù)合材料基座說明75-76
• 5.2 基于復(fù)合材料面板的艙段振動研究76-80
• 5.3 基于復(fù)合材料肘板和腹板的艙段振動研究80-83
• 5.4 基于復(fù)合材料隔振系統(tǒng)的艙段振動研究83-87
• 5.5 本章小結(jié)87-91
• 第6章 總結(jié)與展望91-94
• 6.1 總結(jié)91-92
• 6.2 展望92-94
• 參考文獻94-99
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文99-100
• 致謝100

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本文編號：618581