以水下結(jié)構(gòu)減振降噪和聲輻射預(yù)報(bào)為研究背景,開(kāi)展了水下粘彈性復(fù)合圓柱殼的振動(dòng)聲輻射建模及耦合機(jī)理等方面的研究。采用粘彈性理論描述覆蓋層運(yùn)動(dòng),建立了敷設(shè)均勻粘彈性覆蓋層圓柱殼的振動(dòng)聲輻射理論計(jì)算模型,分析了覆蓋層的抑振去耦特性。分析了覆蓋層建模中的矩陣病態(tài)性問(wèn)題,指出特殊函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)的存在使得矩陣元素大小分布嚴(yán)重失衡,是導(dǎo)致矩陣病態(tài)性的主要原因,這可導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的嚴(yán)重奇異性。提出了矩陣平衡化處理和去零化處理方法,大大降低了矩陣的病態(tài)性。提出了覆蓋層直角坐標(biāo)變換的建模方法,在降低矩陣病態(tài)性的同時(shí),提高了計(jì)算速度。實(shí)際覆蓋層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,耦合狀態(tài)下參數(shù)難以獲取,給建模預(yù)報(bào)帶來(lái)了困難。為此提出了將覆蓋層等效為均勻粘彈性層的等效參數(shù)建模方法,并提出了基于結(jié)構(gòu)均方振速理論計(jì)算值和試驗(yàn)測(cè)量值進(jìn)行匹配的覆蓋層等效參數(shù)反演方法。通過(guò)仿真計(jì)算,分別開(kāi)展了多層復(fù)合覆蓋層和含空腔覆蓋層的等效參數(shù)反演研究,針對(duì)反演參數(shù)隨頻率變化劇烈的情況,提出了頻帶誤差平均處理和曲線平滑處理方法。仿真計(jì)算表明,在中低頻段,基于等效參數(shù)法進(jìn)行覆蓋層建模,然后計(jì)算復(fù)合圓柱殼聲輻射的方法是可行的。考慮環(huán)肋、實(shí)肋板、內(nèi)外殼覆蓋層等結(jié)構(gòu)建立了... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：171 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１復(fù)合圓柱殼模型??Ｆｉｇ．?２．１?Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ?ｓｈｅｌｌ?ｍｏｄｅｌ??

０?２００?４００?６００?８００?１０００?１２００??頻率（Ｈｚ）??圖２．２圓柱殼位移解析解與ＡＮＳＹＳ解的比較??Ｆｉｇ．?２．２?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ａｎａｌｙｔｉｃ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ａｎｄ?ＡＮＳＹＳ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｈｅｌｌ?ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ??１６０?ｒ?１?１?．???１５０?－?－??ｊ：??Ｒ?１１０?■??？?１００?＇?／??ＳＹＳＮＯＩＳＥ解?［??９〇?．?／??解析解－忽略互阻抗．??／?——解析解－考慮互阻抗??８。０?５００?１０００?１５００?２０００??頻率（Ｈｚ）??圖２．３圓柱殼聲轄射建模驗(yàn)證??Ｆｉｇ．?２．３?Ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ?ｓｈｅｌｌ?ｓｏｕｎｄ?ｒａｄｉａｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｌｉｎｇ??由于聲學(xué)覆蓋層的外表面為無(wú)限大水介質(zhì)，因此，在驗(yàn)證覆蓋層模型之前，先來(lái)檢??驗(yàn)無(wú)限大水介質(zhì)中聲場(chǎng)建模的正確性。對(duì)于表２．１模型，幅值為１Ｎ的徑向點(diǎn)激勵(lì)力作??用在殼面中部，首先采用解析法計(jì)算圓柱殼殼面位移和輻射聲功率，然后采用??ＳＹＳＮＯＩＳＥ邊界元軟件建立圓柱殼聲輻射模型［１２９］，將解析法得到的殼面位移輸入??ＳＹＳＮＯＩＳＥ軟件，計(jì)算模型的輻射聲功率，并與解析解進(jìn)行比對(duì)，如圖２．３所示（本文??參考輻射聲功率均為〇．６７ｘｌ（Ｔ１８Ｗ）。其中，在ＳＹＳＮＯＩＳＥ建模時(shí)，為模擬解析法圓柱??殼兩端的無(wú)限長(zhǎng)剛硬障板，在模型兩端分別增加一個(gè)２ｍ長(zhǎng)的剛硬圓柱障板，令其振動(dòng)??位移為零。另外

哈爾濱工程大學(xué)博士學(xué)位論文??可以忽略圓柱殼互輻射阻抗，若需更精確的計(jì)算，則需考慮互輻射阻抗。另外，也說(shuō)明??了本文簡(jiǎn)支圓柱殼聲輻射問(wèn)題的建模是可靠的。??表２．２覆蓋層參數(shù)??Ｔａｂｌｅ?２．２?Ｔｈｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｃｏａｔｉｎｇ?ｌａｙｅｒ??層厚（ｍ）?密度（ｋｇ／ｍ３）?楊氏模量（Ｎ／ｍ２）?泊松比?阻尼損耗因子??０．０２?１０００?１?ｘ?１〇７?０．４８?０．２３??在圓柱殼振動(dòng)和圓柱殼聲輻射建模驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，下面對(duì)粘彈性覆蓋層的建模進(jìn)行??驗(yàn)證。敷設(shè)載體圓柱殼參數(shù)見(jiàn)表２．１，覆蓋層參數(shù)見(jiàn)表２．２，激勵(lì)力為幅值１Ｎ的徑向點(diǎn)??激勵(lì)力，位于圓柱殼面中心，模型采用軸對(duì)稱(chēng)模型。分別采用解析法和ＡＮＳＹＳ有限元??法計(jì)算空氣中覆蓋層內(nèi)外側(cè)的位移頻率響應(yīng)，并進(jìn)行比較，如圖２．４所示�？梢�(jiàn)，覆蓋??層位移的解析解與ＡＮＳＹＳ解吻合很好，表明本文視作粘彈性體的覆蓋層建模理論是可??靠的。??－３５■?■?—??＞?１??－３５－■?—??＞?．???

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的聲振特性研究[D]. 王盛春.重慶大學(xué) 2011
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[6]水聲吸聲覆蓋層理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王曼.哈爾濱工程大學(xué) 2004
[7]水中阻尼復(fù)合殼體結(jié)構(gòu)聲振特性的數(shù)值分析[D]. 鄒元杰.大連理工大學(xué) 2004

碩士論文
[1]有限長(zhǎng)圓柱殼聲與振動(dòng)的快速預(yù)報(bào)方法研究[D]. 趙智偉.哈爾濱工程大學(xué) 2007
[2]圓柱殼體全頻段振動(dòng)聲輻射特性研究[D]. 賀晨.西北工業(yè)大學(xué) 2006
[3]聲學(xué)覆蓋層聲阻抗測(cè)量方法及復(fù)合結(jié)構(gòu)聲反射預(yù)報(bào)研究[D]. 余曉麗.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[4]水下消聲覆蓋層吸聲機(jī)理研究[D]. 白國(guó)鋒.哈爾濱工程大學(xué) 2003



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