船舶典型板架结构波动特性研究
发布时间：2020-05-05 00:20
【摘要】：船体结构是机械设备振动转化为水下辐射噪声的主要途径,其动力特性是影响船舶水下声辐射特性的关键因素。机械设备激励通过基座传递到船体板架结构,引起船体板架结构的振动响应,并以弯曲波的形式在船体板架结构中沿船长方向,船宽方向和型深方向传播,这本质上是一个波动力学问题。机械设备引起的动力响应在船体结构中的传递和衰减规律一直以来都是船舶减振降噪领域关心的热点问题,研究船舶结构动力响应的传递和衰减特性对船舶结构动力性能评估与优化设计具有重要意义。船舶是由肋板、舷侧肋骨和甲板横梁等形成的横向框架,甲板、舱壁、舷侧外板和双层底等形成的空间板架,以及底部、舷侧和甲板纵桁等纵向框架构成的复杂空间板架结构,其中梁和平板是船舶复杂空间板架结构的基本结构构件。本文针对由梁和平板基本单元构成的船舶典型板架结构,采用数值分析方法对其波动特性进行研究,以期得到板架结构的弯曲波传播速度与传递衰减特性。首先,本文介绍了傅里叶变换、欧拉-伯努利梁、经典薄板理论等相关理论,这些理论都是研究板架结构波动特性的基础。对本文的数值分析方法的精度及有效性进行了验证。针对板架结构中纵波与弯曲波的特性,提出对应的波动特性分析方法。其次,研究船舶典型板架结构中的纵波波动特性。由简到难,先研究单筋板中的纵波特性,包括波速、波形转换现象、波动幅值衰减率;然后以筋距为变量,研究单向多筋板与交叉加筋板中的纵波特性。再次,研究周期加筋板架结构中的弯曲波波动特性。单筋板中,主要讨论加强筋强度的改变对弯曲波波动特性的影响,包括弯曲波传播速度、弯曲波波传递衰减率;单向多筋板中,分别讨论了加强筋强度的改变与加强筋敷设距离的改变对单向多筋板中弯曲波波动特性的影响,包括弯曲波传播速度、弯曲波传递衰减率;交叉加筋板中,分别讨论了加强筋强度的改变与加强筋敷设距离的改变对交叉加筋板中弯曲波波动特性的影响,包括弯曲波传播速度、弯曲波传递衰减率。在板架结构弯曲波波速研究结果的基础上,根据弯曲波波速的规律推导出多种类型板架结构的弯曲波波速计算式。最后,研究船舶典型板架结构中的弯曲波波动特性。从某些舰船中截取部分典型的板架结构,采用本文的研究方法,对其弯曲波传播速度、弯曲波传递衰减特性进行分析研究。
【图文】：
第２章结构中波的频散特性逡逑第２章结构中波的频散特性逡逑２．１引言逡逑加筋平板结构因其质量轻强度高而成为船舶结构的主要设计形式，加筋平板中的加逡逑强筋的力学模型一般用梁来表示，由此梁和平板等简单模型构成了船舶结构的基本构件，，逡逑本章主要介绍梁和平板等船舶结构构件的基本理论，动力学方程及其波动解，以及波动逡逑的频谱分析方法，为船舶结构波动特性分析奠定理论基础。逡逑
逦Ｖ邋Ａｘ邋Ｖ＋ＡＶ逡逑图２．２弯曲的细长梁及典型承载单元逡逑研究图２．２所示载荷作用下的细长梁中的波动问题。伯努利－欧拉梁模型假设中心线逡逑的变形量很小且只产生横向变形。虽然该理论假设存在横向剪力，但忽略由该剪逡逑力引起的剪切引起的剪切变形。逡逑这里不考虑转动惯量，根据文献［８２］可以得到伯努利－欧拉梁的运动控制方程为逡逑ｄ２ｖ邋ｄｖ逦ｄｑ，逡逑才＝办，构厂邋Ｉ逦（２＇２）逡逑其中截面特性／称为截面二阶矩，复合系数￡７为抗弯刚度。对于矩形截面梁，／邋＝放３／１２，逡逑６为宽度，／？为高度，N希ǎ颍┪嵯蛟睾桑ノ植寂ぞ亍ｅ义希玻常保财追治鲥义先衔旱慕孛嫣匦匝爻ざ确较虮３植槐洌蚱淦氪挝⒎址匠炭捎闷灯仔问叫闯觯义希保插义
本文编号：2649214
【图文】：
第２章结构中波的频散特性逡逑第２章结构中波的频散特性逡逑２．１引言逡逑加筋平板结构因其质量轻强度高而成为船舶结构的主要设计形式，加筋平板中的加逡逑强筋的力学模型一般用梁来表示，由此梁和平板等简单模型构成了船舶结构的基本构件，，逡逑本章主要介绍梁和平板等船舶结构构件的基本理论，动力学方程及其波动解，以及波动逡逑的频谱分析方法，为船舶结构波动特性分析奠定理论基础。逡逑
逦Ｖ邋Ａｘ邋Ｖ＋ＡＶ逡逑图２．２弯曲的细长梁及典型承载单元逡逑研究图２．２所示载荷作用下的细长梁中的波动问题。伯努利－欧拉梁模型假设中心线逡逑的变形量很小且只产生横向变形。虽然该理论假设存在横向剪力，但忽略由该剪逡逑力引起的剪切引起的剪切变形。逡逑这里不考虑转动惯量，根据文献［８２］可以得到伯努利－欧拉梁的运动控制方程为逡逑ｄ２ｖ邋ｄｖ逦ｄｑ，逡逑才＝办，构厂邋Ｉ逦（２＇２）逡逑其中截面特性／称为截面二阶矩，复合系数￡７为抗弯刚度。对于矩形截面梁，／邋＝放３／１２，逡逑６为宽度，／？为高度，N希ǎ颍┪嵯蛟睾桑ノ植寂ぞ亍ｅ义希玻常保财追治鲥义先衔旱慕孛嫣匦匝爻ざ确较虮３植槐洌蚱淦氪挝⒎址匠炭捎闷灯仔问叫闯觯义希保插义
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