非对称弹性结构声辐射特性研究

发布时间：2020-08-17 15:08

【摘要】：矩形板和圆柱壳是水下航行器的主要结构形式,其振动及声辐射特性研究有着重要的意义。以往主要针对矩形板、圆柱壳及均匀加肋结构等对称结构形式进行研究,而对非对称结构的研究则非常少。非对称结构具有与对称结构不同的声振特性,有着重要的研究意义。本文采用有限元数值计算方法,对比了非对称和对称弹性结构振动声辐射的差异,结合模态振型分析,研究了非对称弹性结构的振动声辐射特性。本文对矩形板和圆柱壳的非对称声振特性进行了研究。对于矩形板,研究了激励力的非对称分布、肋骨的非对称分布、质量负载的非对称分布以及边界条件的非对称分布对结构声振特性的影响。研究结果表明,加非对称肋后矩形板模态振型对称性被打破,从而抑制了部分强对称共振辐射峰;在激励力位置附近布置更多的加强肋,可以降低声辐射水平;非对称位置激励力时,会激发更多的振动模态,增加辐射峰的数量,在一定频段降低辐射声功率;质量负载的非对称分布,可以破坏结构整体质量分布的对称性,激发更多的非对称模态,从而产生更多的小辐射峰,抑制部分强对称共振辐射峰;非对称边界约束,可以显著改变原有的对称模态,改变原有的振动声辐射频谱结构。对于圆柱壳,采用类似的分析方法,研究了肋骨的非对称分布和激励力的非对称分布对圆柱壳振动声辐射的影响,得到了与非对称矩形板振动声辐射相似的结论。本文研究表明,非对称设计可以降低弹性结构的均匀性,从而抑制或破坏结构的强对称辐射模态,对较高的振动声辐射峰起到抑制作用;通过非对称设计,可以改变不同模态的参与程度,通过有针对性的减振降噪设计,可以实现对矩形板和圆柱壳结构振动声辐射的调控。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U674.941
【图文】：

第 1 章 绪论第 1 章 绪论景振动和声辐射对水下航行器的隐身性有着非常重要的影响，因众多特征信号中只有声波在海水中可以传播很远的距离，振动器易于被探测和遭到攻击，有效控制水下航行器辐射噪声是提段。此外，现代声呐技术及先进水下探测技术的发展，使得水提升。水下航行器的主要结构形式包括圆柱壳体和矩形板等典型结构声振特性研究水下航行器隐身研究具有重要意义。

图 1.2 简支矩形板声辐射示意图提出弹簧和扭簧的组合模拟矩形板自由、简支，通过瑞利积分得到矩形板辐射声功率。Mai究了矩形板的平均辐射效率。图 1.3 弹簧和扭簧组合等效边界条件的声辐射研究，早期主要研究对象为无限大具加肋矩形板的声辐射有振动效应、声源效应及 /6准则对其进行评估。Mace[9,10]对于无限流场点激励下的声辐射进行研究。也对矩形板声辐射效率做了大量的研究。大连元的方法进行了矩形板声辐射模态的研究。尹算矩形简支薄板在单点简谐激励下结构低频辐置改变时矩形板辐射效率也会随之改变。姜哲

的通用方法主要有理论法、实验法和数值法级数法。数值法主要为有限元法。矩形板声并进行了大量研究和公开文献的发表。Laul移及外载荷进行级数展开借助 Green 函数表结构的振动控制方程对简支矩形平板进行声图 1.2 简支矩形板声辐射示意图出弹簧和扭簧的组合模拟矩形板自由、简支通过瑞利积分得到矩形板辐射声功率。Mai究了矩形板的平均辐射效率。

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本文编号：2795482