基于等效激励谱分析的声纳部位机械自噪声预报方法研究

发布时间：2017-09-21 11:26

  本文关键词：基于等效激励谱分析的声纳部位机械自噪声预报方法研究

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【摘要】：声纳是一种通过电与声之间的转换,利用水下声波的传播特性,被广泛的应用于导航、测距等等的电子设备。随着舰船上各种技术的发展,对声纳性能的要求也越来越高,声纳的重要性也日益凸显出来。声纳部位的机械自噪声是影响声纳工作性能的重要因素之一,因此研究声纳部位机械自噪声的预报问题,对声纳探测性能的有效发挥具有深远的意义,同时对舰船的安全航行也有很大的积极作用。本文通过对传播通道进行理论建模,对振源设备激励转化成声纳平台区激励的传递特性进行了数值模拟,分析总结了船体固体声通道～平台区接口装置～声纳基阵腔的有关结构参数对传递到平台区的激励的影响规律,根据这些规律提出了基于等效激励谱分析的声纳部位机械自噪声预报方法。首先,对声纳部位机械自噪声传播通道的进行了导纳描述,将噪声传播通道简化为船体振动激励、船体与声纳平台区联接接口、由平台区与声纳腔构成的受体结构三个部分,并将这三个部分利用导纳关系联系起来,建立了传播通道的导纳模型。其次,分析了船体固体声通道～平台区接口装置～声纳基阵腔三者之间的刚性相对强弱关系及船体固体声通道固有频率与声纳基阵腔固有频率的相对大小变化对传递到平台区的激励的影响规律。证明了在平台区接口装置刚度较小,即弱耦合的情况下,传递到平台区的激励的谱主要受固体声通道的固有模态影响,声纳基阵腔阻抗特性对其影响较小。对根据实测振动响应对板壳结构进行等效激励谱估计在理论上进行了推导,并且以四边简支矩形薄板为例,对其可行性和估计精度进行理论分析,包括对影响模态的确定和测点数目位置的选择等。总结归纳了根据已知(或可测)的结构振动模态和振动响应对其激励情况进行估计的方法。最后,建立一个由船体振动激励、船体与声纳平台区联接接口、由平台区与声纳腔构成的受体结构三个部分组成的总的理论模型,利用理论数值仿真进一步证实上述理论的可靠性,并且结合有限元方法进行系统的仿真计算,为声纳部位机械自噪声的预报提供系统的理论指导。
【关键词】：等效激励 声纳 机械自噪声 预报
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB56
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 绪论13-19
• 1.1 课题背景与意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-17
• 1.2.1 声纳部位自噪声的理论模型与方法研究概况14-16
• 1.2.2 声纳基阵腔外部激励研究概况16-17
• 1.3 本文的主要研究内容17-19
• 第2章 声纳部位机械自噪声传播机理的导纳法分析模型19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 声纳部位机械自噪声传播通道的导纳法描述19-26
• 2.2.1 平台区～声纳腔受体结构的模型19-21
• 2.2.2 机械自噪声传播通道模型21-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 振源设备激励与声纳基阵腔外部激励的传递关系分析27-53
• 3.1 前言27
• 3.2 振源设备对船体的激励及其影响因素27-36
• 3.2.1 单支承隔振系统27-29
• 3.2.2 多支承隔振系统29-36
• 3.3 通过船体传递到声纳平台区的外部激励及其影响因素36-51
• 3.3.1 采用集中参数模型对传递特性的理论模拟37-41
• 3.3.2 计算结果及分析41-49
• 3.3.3 采用分布参数模型对传递特性的理论模拟49-51
• 3.4 本章小结51-53
• 第4章 声纳基阵腔平台区的等效激励谱估计53-71
• 4.1 前言53
• 4.2 基于实测振动响应对板壳结构等效激励谱估计理论53-56
• 4.3 等效激励谱估计的理论精度和影响因素分析56-68
• 4.3.1 主要影响模态的确定56-62
• 4.3.2 测点数目和位置的选择62-66
• 4.3.3 等效激励估计66-68
• 4.4 本章小结68-71
• 第5章 基于等效激励谱理论的声纳部位机械自噪声预报71-83
• 5.1 前言71
• 5.2 理论方法分析71-76
• 5.2.1 理论方法计算流程71-74
• 5.2.2 计算结果分析74-76
• 5.3 有限元方法分析76-82
• 5.3.1 有限元方法计算流程76-79
• 5.3.2 计算结果分析79-82
• 5.4 本章小结82-83
• 总结与展望83-85
• 参考文献85-89
• 致谢89-91
• 攻读硕士学位期间发表的论文91-92
• 附件92

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本文编号：894263