聲波是目前已知的唯一能在水中有效遠(yuǎn)距離傳遞信息的載體,對于靠隱蔽性提升戰(zhàn)力的潛艇來說,聲隱身性能是其戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵。潛艇巡航時一般處于低速狀態(tài),此時艇體內(nèi)的機(jī)械設(shè)備及其連接結(jié)構(gòu)通過振動向水中輻射的噪聲相比于螺旋槳噪聲和水動力噪聲是其主要的噪聲源。振動噪聲是由潛艇內(nèi)各種復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的,它通過與設(shè)備連接的減振器、基座、隔板、管路系統(tǒng)向殼體傳遞,并由殼體向水聲場輻射。研究機(jī)械結(jié)構(gòu)噪聲沿不同路徑傳遞,對于控制振動噪聲源到輻射聲場的各個噪聲傳播環(huán)節(jié),從而在整體上降低潛艇的輻射噪聲,提高潛艇的聲隱身性能具有重要意義,也是振動噪聲控制領(lǐng)域當(dāng)前的熱點研究問題。本文針對潛艇內(nèi)部機(jī)械設(shè)備振動沿著不同路徑向殼體傳遞振動噪聲這個過程進(jìn)行建模,鑒于傳統(tǒng)傳遞路徑分析方法分析準(zhǔn)確但計算復(fù)雜的問題,運(yùn)用工況傳遞路徑分析方法,在保證精度的前提下大大縮短了計算時間。引入傳遞率函數(shù)矩陣,避免了頻響函數(shù)和激勵力載荷的繁雜求取過程,僅僅是利用輸入輸出端的工況響應(yīng)數(shù)據(jù)對其計算,當(dāng)信號矩陣出現(xiàn)病態(tài)時對其優(yōu)化處理,使其精度進(jìn)一步得到提高。通過相干分析來進(jìn)行輸入信號與輸出信號相干性強(qiáng)弱的判斷,針對振動測試信號中存在相互間的干擾,介紹了用偏相干方法消除其中的相干成份,用重相干函數(shù)分析系統(tǒng)中是否所有的源都被考慮在內(nèi),把他作為分析系統(tǒng)前檢測系統(tǒng)是否完備的依據(jù)。在潛艇艙段模型試驗平臺上,對機(jī)械設(shè)備的振動傳遞路徑進(jìn)行了實驗研究。通過實驗數(shù)據(jù)驗證工況傳遞路徑分析方法的合理性,對殼體振動信號進(jìn)行頻域功率譜和能量分析。振動由機(jī)械設(shè)備傳遞至殼體的過程中,對其每條路徑的傳遞特性進(jìn)行分析,結(jié)合提出的貢獻(xiàn)量分析方法,計算每一個目標(biāo)點處的貢獻(xiàn)量大小,通過與傳遞特性結(jié)合比較,判斷貢獻(xiàn)大究竟是路徑傳遞特性高引起的還是路徑的激勵大引起的,從而可以具體針對減振降噪處理。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：U661.44;U674.76
【部分圖文】：

?圖２．５快速ＴＰＡ方法示意圖??在如圖２．５所示的快速傳遞路徑分析示意圖中，施加在主動系統(tǒng)上的外力由不同路??徑傳遞到被動系統(tǒng)中，為激勵載荷附近的參考加速度響應(yīng)點，為相應(yīng)的激勵??到參考點的系統(tǒng)頻響函數(shù)，為激勵點到目標(biāo)點的系統(tǒng)頻響函數(shù)，進(jìn)行此方法分析，??首先得把這兩個系統(tǒng)頻響函數(shù)測量出來，根據(jù)參考點的工況響應(yīng)可以??得到系統(tǒng)的載荷??Ｆａｄｄ－ｏｎ?＝?（２＇３９）??由求出的載荷就可以得到目標(biāo)點的貢獻(xiàn)??Ｐ?＝?ＨｐＦＦａＵｄ＿ｏｎ?（２－４０）??１５??

?圖２．６多級子結(jié)構(gòu)傳遞路徑示意圖??如圖２．６所示的三級傳遞系統(tǒng)分析如下，在系統(tǒng)存在耦合的情況下可以測得／／？、??ｉ／１２、ｉｆ２２、Ｈ２３、Ｈ３３和丑３這六組系統(tǒng)的頻響函數(shù)。對于子系統(tǒng)１，由測得的工況響應(yīng)??％可得其作用在子系統(tǒng)１上的載荷??Ｆ＇＝ＨＵ￣＼?（２－４２）??６對子系統(tǒng)２的貢獻(xiàn)為??ａ２＝ＨｕＦｘ?（２－４３）??再次應(yīng)用快速傳遞路徑分析方法，根據(jù)Ｋ引起的貢獻(xiàn)量可以得到ｆ引起的作??用于子系統(tǒng)２的作用力??Ｆ２?＝Ｈ２２￣ｌａ，?（２－４４）??由上兩式可得子系統(tǒng)１到子系統(tǒng)２的力傳遞率??（２－４５）??以此類推，子系統(tǒng)２的力廠２對子系統(tǒng)３的貢獻(xiàn)??１６??

ｌｏｇ（｜｜ｌ（ｊｃ－ｘ０）｜｜２）??圖３．２?Ｌ曲線７Ｋ意圖??由圖３．２可以看出，隨著正則化參數(shù)的變化，正則化解的范數(shù)丨在水??平部分較為平穩(wěn)，而剩余殘差的范數(shù)在垂直部分變化劇烈，當(dāng)剩余殘差范數(shù)變化平穩(wěn)時??解的范數(shù)變化又劇烈起來，也就是說那個拐點把曲線的水平部分和垂直部分分離開來，??曲線清楚的反映了它們之間的關(guān)系，曲線拐角處的曲率最大，該點的正則化參數(shù)使殘差??與解的范數(shù)都保持在較小水平。??３．２．４混合求解法??在求解超正定方程組的時候，一般用一種方法所求的解并不能實際滿足系統(tǒng)的解，??只能在某些頻率上逼近，而在其它頻率上相差甚遠(yuǎn)�；诰仃嚻娈愔捣纸獾姆椒ǖ玫降�??奇異值對角矩陣中較小的奇異值對總響應(yīng)的貢獻(xiàn)很小，但對測量中的噪聲非常敏感，對??其求逆后噪聲項將被大大放大，嚴(yán)重影響求解的精度；當(dāng)數(shù)據(jù)中存在的噪聲嚴(yán)重時，采??用截斷奇異值分解法對高頻分量進(jìn)行階段
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2876041