本文關(guān)鍵詞：厚圓柱殼的振動(dòng)分析及阻尼減振效果的研究與應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 厚圓柱殼體 阻尼減振 優(yōu)化設(shè)計(jì) 變截面 輻射聲場(chǎng)

【摘要】：潛艇是海軍的重要組成部分，但潛艇噪聲過(guò)大會(huì)增大被發(fā)現(xiàn)的幾率，從而使自身的生存受到威脅。研究表明輻射噪聲很大部分來(lái)自機(jī)械噪聲，這類噪聲來(lái)源于傳動(dòng)裝置工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，并通過(guò)艇體向水流場(chǎng)中輻射噪聲，因此抑制艇體的振動(dòng)對(duì)降低潛艇噪聲具有很大作用。目前，對(duì)機(jī)械噪聲控制主要是采用隔振方法，艇體近似成圓柱殼后的振動(dòng)分析也大都采用薄殼力學(xué)模型，鑒于厚圓柱殼分析與薄殼的明顯不同，本文主要研究了厚殼體振動(dòng)模型以及阻尼對(duì)抑制厚圓柱殼振動(dòng)和減弱圓柱殼輻射聲場(chǎng)的作用。 分析柱坐標(biāo)系下任一厚圓柱殼體單元的三向應(yīng)力狀態(tài)，考慮薄殼中忽略的沿厚度方向，即R方向變化的正應(yīng)力和剪切應(yīng)變，推導(dǎo)厚殼體中任一單元點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程和振動(dòng)狀態(tài)方程；根據(jù)邊界條件求解殼體的模態(tài)參數(shù)，并利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該理論的有效性，為厚殼體的振動(dòng)預(yù)報(bào)提供理論依據(jù)。 基于模態(tài)應(yīng)變能法求得敷設(shè)自由阻尼的單層圓柱殼體和擁有約束阻尼層的“三明治”圓柱殼體的前十階模態(tài)阻尼比，分別考察了兩種阻尼形式下阻尼材料的損耗因子和相對(duì)剛度以及阻尼層的厚度比和鋪層角對(duì)整體結(jié)構(gòu)模態(tài)阻尼比的影響，得出圓柱殼體結(jié)構(gòu)中阻尼層各因素對(duì)整體結(jié)構(gòu)振動(dòng)性能的影響規(guī)律。 通過(guò)比較常用減振效果衡量指標(biāo)，確定了振級(jí)落差目標(biāo)函數(shù)，以影響阻尼減振效果的各因素為設(shè)計(jì)變量，，對(duì)含有約束阻尼層的無(wú)限長(zhǎng)圓柱殼體進(jìn)行了阻尼減振效果的優(yōu)化，確定了“三明治”結(jié)構(gòu)無(wú)限長(zhǎng)圓柱殼體在振級(jí)落差取最小值時(shí)的阻尼層參數(shù)取值；對(duì)于有限長(zhǎng)實(shí)心軸或殼體的軸向振動(dòng)，采用改變截面半徑并敷設(shè)自由阻尼的方式來(lái)抑制軸向振動(dòng)，考察了這種結(jié)構(gòu)在不同的小端半徑和軸向高度下阻尼材料對(duì)軸向振動(dòng)的抑制效果。 建立了實(shí)際潛艇的模型，分析了潛艇的模態(tài)；以加速度振源模擬潛艇傳動(dòng)裝置對(duì)艇體的激勵(lì)，考察了在加速度振源下潛艇的輻射聲場(chǎng)；分析了潛艇各板塊對(duì)流場(chǎng)中某點(diǎn)聲壓的板塊貢獻(xiàn)量；對(duì)構(gòu)成艇體的板塊賦予“三明治”結(jié)構(gòu)屬性，求得在同樣的振源下潛艇的輻射聲場(chǎng)，對(duì)比同一響應(yīng)點(diǎn)在單層殼和復(fù)合殼兩種屬性下的響應(yīng)聲壓，得出阻尼材料在降低潛艇輻射聲場(chǎng)中的作用。通過(guò)對(duì)比分析，可以看出用阻尼的方式抑制厚圓柱殼的振動(dòng)進(jìn)而降低潛艇輻射聲場(chǎng)是非常有效的。
【關(guān)鍵詞】：厚圓柱殼體 阻尼減振 優(yōu)化設(shè)計(jì) 變截面 輻射聲場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U661.44;U674.76
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的目的及意義9-10
• 1.1.1 課題來(lái)源9
• 1.1.2 課題研究的目的及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 圓柱殼體振動(dòng)分析研究概況10-12
• 1.2.2 阻尼材料在抑制殼體振動(dòng)中的應(yīng)用研究概況12-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第2章 厚圓柱殼振動(dòng)模型及模態(tài)分析與測(cè)試15-35
• 2.1 引言15
• 2.2 厚圓柱殼單元運(yùn)動(dòng)方程15-17
• 2.3 單層厚圓柱殼振動(dòng)模型17-19
• 2.4 多層厚圓柱殼振動(dòng)模型19-21
• 2.5 實(shí)際圓柱殼模態(tài)參數(shù)計(jì)算21-22
• 2.6 實(shí)際圓柱殼的模態(tài)分析22-25
• 2.6.1 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)22-23
• 2.6.2 模態(tài)分析結(jié)果23-25
• 2.7 實(shí)際圓柱殼的模態(tài)測(cè)試25-30
• 2.7.1 模態(tài)測(cè)試?yán)碚撘罁?jù)26
• 2.7.2 支承方式的選擇26-27
• 2.7.3 外加激勵(lì)的選擇27
• 2.7.4 測(cè)試系統(tǒng)的組成27-28
• 2.7.5 圓柱殼實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)測(cè)試28-30
• 2.8 圓柱殼計(jì)算結(jié)果與測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析30-34
• 2.8.1 無(wú)阻尼時(shí)計(jì)算結(jié)果與測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析30-32
• 2.8.2 敷設(shè)阻尼后計(jì)算結(jié)果與測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析32-34
• 2.9 本章小結(jié)34-35
• 第3章 阻尼層各因素對(duì)圓柱殼減振效果的影響及分析35-46
• 3.1 引言35
• 3.2 阻尼材料耗能機(jī)理和特性指標(biāo)35-37
• 3.2.1 粘彈性材料的耗能機(jī)理35-36
• 3.2.2 粘彈性材料損耗因子36
• 3.2.3 結(jié)構(gòu)模態(tài)阻尼比36-37
• 3.3 約束阻尼層參數(shù)對(duì)模態(tài)阻尼比的影響37-41
• 3.3.1 阻尼材料損耗系數(shù)的影響38-39
• 3.3.2 阻尼材料剛度的影響39-40
• 3.3.3 阻尼層厚度的影響40-41
• 3.4 自由阻尼層參數(shù)對(duì)模態(tài)阻尼比的影響41-44
• 3.4.1 阻尼材料損耗系數(shù)的影響41-42
• 3.4.2 阻尼材料剛度的影響42-43
• 3.4.3 阻尼層厚度的影響43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第4章 圓柱殼體阻尼層減振效果的優(yōu)化設(shè)計(jì)46-61
• 4.1 引言46
• 4.2 圓柱殼約束阻尼層減振效果優(yōu)化設(shè)計(jì)模型46-48
• 4.2.1 設(shè)計(jì)變量47
• 4.2.2 約束條件47
• 4.2.3 目標(biāo)函數(shù)47-48
• 4.3 約束阻尼層徑向減振效果優(yōu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)48-52
• 4.3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程49
• 4.3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果49-52
• 4.4 自由阻尼層軸向減振效果的設(shè)計(jì)52-59
• 4.4.1 有限長(zhǎng)實(shí)心軸減振效果分析52-56
• 4.4.2 有限長(zhǎng)圓柱殼減振效果分析56-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第5章 約束阻尼層在實(shí)際潛艇中的應(yīng)用61-71
• 5.1 引言61
• 5.2 約束阻尼層在艇體減振方面的應(yīng)用61-64
• 5.2.1 潛艇模型的建立61
• 5.2.2 約束阻尼層抑制艇體振動(dòng)效果分析61-64
• 5.3 約束阻尼層在降低潛艇輻射聲場(chǎng)方面的應(yīng)用64-70
• 5.3.1 聲場(chǎng)計(jì)算基本理論64-65
• 5.3.2 潛艇輻射聲場(chǎng)分析65-66
• 5.3.3 潛艇輻射聲場(chǎng)板塊貢獻(xiàn)量分析66-68
• 5.3.4 約束阻尼層在潛艇輻射聲場(chǎng)中的作用68-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：823043