船用钢夹层板结构的振动与声问题建模及解法研究

发布时间：2017-12-26 10:54

本文关键词：船用钢夹层板结构的振动与声问题建模及解法研究　出处：《武汉理工大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：轻质夹层板壳结构是一种具有多功能的结构。它拥有自重轻，刚度大，抗冲击性能强及耗能散热性能好等诸多优良特性，在许多领域有着广泛的应用。船用聚氨酯—钢夹层板便是其中之一。现今，钢夹层板作为一种新型船用复合材料，已经越来越多的用于现代各类舰船的制造。鉴于广泛和重要的应用，其结构振动和声场的耦合问题也日益受到人们的重视。本文就钢夹层板的振动与声的问题主要做了一下几点研究： 1、总结并研究了关于夹层板结构计算的几种经典模型。给出了Reissner型理论，Hoff型理论和杜庆华型理论的特点和基本假定；研究了Hoff型理论推导夹层板静力平衡方程的一般过程；推导出了Reissner型理论下夹层板的振动方程，并求出了钢夹层板的自振频率表达式。最后，通过一个算例并对比ANSYS计算的结果，验证了该模型计算结构自振频率的正确性。 2、研究了四边简支钢夹层板的传声特性。利用Reissner型理论得出了夹层板振动方程，建立了声振耦合理论模型，结合流固耦合条件求得了声振耦合系统的控制方程。并将入射声压，反射声压以及透射声压都以简支模态双级数的形式给出，然后再带入声振耦合方程求解。并应用有限元软件验证了该理论的正确性。同时，还研究了入射声压的入射仰角和芯层厚度对钢夹层板传声损失的影响。 3、研究了无限大钢夹层板在外力激励下的声辐射特性。建立了均匀流动的水中钢夹层板的声振特性的理论模型。应用对流波动方程和边界条件并考虑均匀流的作用，，利用傅立叶波数变换和稳相法，得到了谱位移和辐射声压的解析表达式。并用ANSYS模拟了该过程，计算结果与本文模型的结果较为吻合。最后，研究了均匀流动的流体流速对钢夹层板的声辐射性能的影响。结果表明：增大流体的流速可以降低钢夹层板对远场的声辐射量。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U661.44

【参考文献】