舰船典型板架结构弹性波动力学特性研究
发布时间：2021-02-25 13:53
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,其动力特性是影响舰船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,并以弹性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舰船减振降噪领域关心的热点问题,研究舰船结构动力响应的传递和衰减特性对舰船结构动力性能评估与优化设计具有重要意义。舰船是由肋板、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,其中梁和平板是舰船复杂空间板架结构的基本结构构件。针对梁和平板等舰船典型板架结构基本单元,本文介绍了Euler-Bernoulli梁和Timoshenko梁理论以及Kirchhoff薄板和Mindlin中厚板理论,给出了这两种梁理论波动解的矩阵表达形式,推导了Kirchhoff薄板和Mindlin中厚板理论的波动解,为建立基于回传射线矩阵法的舰船典型板架结构波动特性计算方法奠定了理论基础。根据梁和平板结构...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：256 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
舰船空间板架结构及其准
哈尔滨工程大学博士学位论文从图 4.4(a)可以看出，对于同一频率而言，梁单元弹性模量比越大，二组元周期变截面梁弯曲波实波数越小，根据波数、频率和相速度之间的关系 cp= ω/k 可知，此时弯曲波相速度越大，这说明梁单元的弹性模量比差异越大，梁中弯曲波相速度也越大。从图 4.4(a)还可以看出，弹性模量比对较高频段二组元周期变截面梁弯曲波实波数的影响比较低频段的影响更为显著。
(a) Re(kFL/π) (b) Im(kFL)图 4.5 不同截面惯性矩比下周期变截面梁的波数频谱图Figure 4.5 Wavenumber spectrum nephograms of the bending wave of a beam with periodic variable ratioof cross-sectional moment of inertia4.3.2.3 截面面积比的影响在分析梁单元截面面积比对二组元周期变截面梁波数频谱特性的影响时，保持两个梁单元的材料属性（弹性模量、质量密度和泊松比）和其他截面属性（惯性矩）一致，采用第三章介绍的回传射线矩阵法，计算得到截面面积比 A1/A2从 1.0 以 0.1 的步长增加到 5.0，频率 1~8kHz 范围内的弯曲波波数，其实部和虚部随频率和弹性模量比的变化规律如图 4.6(a)和(b)所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于动力反共振结构的周期细直梁纵向局域共振带隙研究[J]. 刘扭扭,张振果,徐时吟,华宏星. 振动与冲击. 2017(24)
[2]均质土中部分埋入粘弹性变模量桩基的瞬态波动响应[J]. 孙飞飞,余云燕. 兰州工业学院学报. 2017(05)
[3]An Analysis of Structural-Acoustic Coupling Band Gaps in a Fluid-Filled Periodic Pipe[J]. 郁殿龙,杜春阳,沈惠杰,刘江伟,温激鸿. Chinese Physics Letters. 2017(07)
[4]X形超阻尼局域共振声子晶体梁弯曲振动带隙特性[J]. 杜春阳,郁殿龙,刘江伟,温激鸿. 物理学报. 2017(14)
[5]Effect of negative permeability on elastic wave propagation in magnetoelastic multilayered composites[J]. W.Wang,Y.Q.Guo,W.Q.Chen. Theoretical & Applied Mechanics Letters. 2017(03)
[6]船舶水下噪声研究三十年的基本进展及若干前沿基础问题[J]. 俞孟萨,林立. 船舶力学. 2017(02)
[7]周期性附加单腔赫姆霍兹共鸣器一维管路声带隙耦合分析[J]. 曹晓丰,郁殿龙,刘江伟,温激鸿. 振动与冲击. 2016(19)
[8]四边固支局域共振型板的低频隔声特性研究[J]. 张若军,肖勇,温激鸿,郁殿龙. 振动工程学报. 2016(05)
[9]声子晶体板中低频完全禁带形成机理研究[J]. 李锁斌,陈天宁,奚延辉,王小鹏. 西安交通大学学报. 2016(12)
[10]基于质量放大局域共振型声子晶体的低频减振设计[J]. 张印,尹剑飞,温激鸿,郁殿龙. 振动与冲击. 2016(17)
博士论文
[1]螺旋桨激振力引起的船体结构振动及水下辐射噪声特性研究[D]. 李燎原.哈尔滨工程大学 2016
[2]周期性结构及周期性隔震基础[D]. 程志宝.北京交通大学 2014
[3]考虑桩—土相对位移的桩基沉降计算及桩基时效性研究[D]. 王忠瑾.浙江大学 2013
[4]非饱和土中桩的动力响应与循环荷载试验研究[D]. 章敏.中南大学 2013
[5]船体结构声波动特性及阻波技术应用研究[D]. 计方.哈尔滨工程大学 2011
[6]基于波动理论的有限尺寸结构短时瞬态响应与功率流控制[D]. 刘春川.哈尔滨工业大学 2011
[7]功能梯度材料板中波的传播特性和冲击响应分析[D]. 孙丹.湖南大学 2011
[8]多场耦合层状结构的振动与波动[D]. 周云英.浙江大学 2011
[9]水平荷载作用下桥墩及桩基的静力与动力响应分析[D]. 常林越.浙江大学 2010
[10]框架振动和瞬态响应的回传波射矩阵法研究[D]. 缪馥星.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]周期夹层板结构中Lamb波传播的数值研究[D]. 刘晓峰.北京交通大学 2016
[2]船舶结构振动传递规律的工程预报及抑制[D]. 朱瑞仪.上海交通大学 2014
[3]基桩瞬态响应分析及损伤诊断[D]. 贺姣.长沙理工大学 2012
[4]应力波在单桩和单桩—承台系统中传播的数值计算[D]. 同霄.兰州交通大学 2012
[5]含损伤结构的压电阻抗模型及其应用[D]. 李万春.宁波大学 2012
[6]深水采油管柱在地震荷载作用下的动力响应[D]. 朱幸科.浙江大学 2011
[7]声波在覆盖层及船体结构中的传递特性研究[D]. 于丹竹.哈尔滨工程大学 2011
[8]基于弹性波理论的框架地震效应分析[D]. 陈科夫.上海交通大学 2010
[9]土阻尼系数对基桩质量检测影响的试验研究[D]. 曹俊伟.兰州交通大学 2010
[10]桩—土相互作用土参数的室内模型试验研究[D]. 袁春辉.兰州交通大学 2010
本文编号：3051067
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：256 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
舰船空间板架结构及其准
哈尔滨工程大学博士学位论文从图 4.4(a)可以看出，对于同一频率而言，梁单元弹性模量比越大，二组元周期变截面梁弯曲波实波数越小，根据波数、频率和相速度之间的关系 cp= ω/k 可知，此时弯曲波相速度越大，这说明梁单元的弹性模量比差异越大，梁中弯曲波相速度也越大。从图 4.4(a)还可以看出，弹性模量比对较高频段二组元周期变截面梁弯曲波实波数的影响比较低频段的影响更为显著。
(a) Re(kFL/π) (b) Im(kFL)图 4.5 不同截面惯性矩比下周期变截面梁的波数频谱图Figure 4.5 Wavenumber spectrum nephograms of the bending wave of a beam with periodic variable ratioof cross-sectional moment of inertia4.3.2.3 截面面积比的影响在分析梁单元截面面积比对二组元周期变截面梁波数频谱特性的影响时，保持两个梁单元的材料属性（弹性模量、质量密度和泊松比）和其他截面属性（惯性矩）一致，采用第三章介绍的回传射线矩阵法，计算得到截面面积比 A1/A2从 1.0 以 0.1 的步长增加到 5.0，频率 1~8kHz 范围内的弯曲波波数，其实部和虚部随频率和弹性模量比的变化规律如图 4.6(a)和(b)所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于动力反共振结构的周期细直梁纵向局域共振带隙研究[J]. 刘扭扭,张振果,徐时吟,华宏星. 振动与冲击. 2017(24)
[2]均质土中部分埋入粘弹性变模量桩基的瞬态波动响应[J]. 孙飞飞,余云燕. 兰州工业学院学报. 2017(05)
[3]An Analysis of Structural-Acoustic Coupling Band Gaps in a Fluid-Filled Periodic Pipe[J]. 郁殿龙,杜春阳,沈惠杰,刘江伟,温激鸿. Chinese Physics Letters. 2017(07)
[4]X形超阻尼局域共振声子晶体梁弯曲振动带隙特性[J]. 杜春阳,郁殿龙,刘江伟,温激鸿. 物理学报. 2017(14)
[5]Effect of negative permeability on elastic wave propagation in magnetoelastic multilayered composites[J]. W.Wang,Y.Q.Guo,W.Q.Chen. Theoretical & Applied Mechanics Letters. 2017(03)
[6]船舶水下噪声研究三十年的基本进展及若干前沿基础问题[J]. 俞孟萨,林立. 船舶力学. 2017(02)
[7]周期性附加单腔赫姆霍兹共鸣器一维管路声带隙耦合分析[J]. 曹晓丰,郁殿龙,刘江伟,温激鸿. 振动与冲击. 2016(19)
[8]四边固支局域共振型板的低频隔声特性研究[J]. 张若军,肖勇,温激鸿,郁殿龙. 振动工程学报. 2016(05)
[9]声子晶体板中低频完全禁带形成机理研究[J]. 李锁斌,陈天宁,奚延辉,王小鹏. 西安交通大学学报. 2016(12)
[10]基于质量放大局域共振型声子晶体的低频减振设计[J]. 张印,尹剑飞,温激鸿,郁殿龙. 振动与冲击. 2016(17)
博士论文
[1]螺旋桨激振力引起的船体结构振动及水下辐射噪声特性研究[D]. 李燎原.哈尔滨工程大学 2016
[2]周期性结构及周期性隔震基础[D]. 程志宝.北京交通大学 2014
[3]考虑桩—土相对位移的桩基沉降计算及桩基时效性研究[D]. 王忠瑾.浙江大学 2013
[4]非饱和土中桩的动力响应与循环荷载试验研究[D]. 章敏.中南大学 2013
[5]船体结构声波动特性及阻波技术应用研究[D]. 计方.哈尔滨工程大学 2011
[6]基于波动理论的有限尺寸结构短时瞬态响应与功率流控制[D]. 刘春川.哈尔滨工业大学 2011
[7]功能梯度材料板中波的传播特性和冲击响应分析[D]. 孙丹.湖南大学 2011
[8]多场耦合层状结构的振动与波动[D]. 周云英.浙江大学 2011
[9]水平荷载作用下桥墩及桩基的静力与动力响应分析[D]. 常林越.浙江大学 2010
[10]框架振动和瞬态响应的回传波射矩阵法研究[D]. 缪馥星.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]周期夹层板结构中Lamb波传播的数值研究[D]. 刘晓峰.北京交通大学 2016
[2]船舶结构振动传递规律的工程预报及抑制[D]. 朱瑞仪.上海交通大学 2014
[3]基桩瞬态响应分析及损伤诊断[D]. 贺姣.长沙理工大学 2012
[4]应力波在单桩和单桩—承台系统中传播的数值计算[D]. 同霄.兰州交通大学 2012
[5]含损伤结构的压电阻抗模型及其应用[D]. 李万春.宁波大学 2012
[6]深水采油管柱在地震荷载作用下的动力响应[D]. 朱幸科.浙江大学 2011
[7]声波在覆盖层及船体结构中的传递特性研究[D]. 于丹竹.哈尔滨工程大学 2011
[8]基于弹性波理论的框架地震效应分析[D]. 陈科夫.上海交通大学 2010
[9]土阻尼系数对基桩质量检测影响的试验研究[D]. 曹俊伟.兰州交通大学 2010
[10]桩—土相互作用土参数的室内模型试验研究[D]. 袁春辉.兰州交通大学 2010
本文编号：3051067
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