水下加肋壳体振动与声辐射特性研究

发布时间：2017-05-23 19:28

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【摘要】：结构的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，降低水下结构振动与辐射噪声不仅可以提高自身的隐蔽性，，而且还可以增大自身声纳系统的作用距离，从而大大提高航行器的水下对抗能力。因此，对水下航行器典型结构的水下加肋圆柱振动与声辐射的研究，在国防建设及海洋工程中有着重要的意义。 本论文以降低水下航行器结构振动辐射噪声为核心而展开，采用了三种方法系统地对水下加肋圆柱壳体振动特性及声辐射特性进行了分析，并研究了阻尼处理对水下弹性壳体振动声辐射特性的影响。在中低频区域，结合有限元方法和边界元方法对水下加肋壳体振动声辐射特性做了系统的研究，给出了肋参数改变对壳体辐射声功率的影响，并在上述研究的基础上，进一步分析了阻尼处理、阻尼层厚度以及阻尼敷设方式对水下弹性壳体振动声辐射特性的影响。在高频区域，采用统计能量分析的方法对水下弹性壳体振动声辐射特性进行了详细地分析，并给出了加肋对壳体振动声辐射的影响。 最后，本文进行了圆柱壳体空气中的振动测试实验，并与数值分析结果进行了对比分析，实验表明：被测圆柱结构的模态密度较高，实验与理论的一致性表明本文的数值分析方法是正确的。
【关键词】：弹性壳体 阻尼 振动 声辐射
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U661.44
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-13
• §1.1 研究目的及意义8
• §1.2 国内外研究现状8-10
• §1.3 结构振动声辐射计算研究进展10-11
• §1.4 本文的主要研究内容与创新点11-13
• 第二章 结构振动声辐射基础理论13-32
• §2.1 结构振动理论基础13-16
• 2.1.1 多自由度结构的振动特性分析13-15
• 2.1.2 激励力作用下一般结构的振动响应分析15-16
• §2.2 结构振动与声耦合16-19
• 2.2.1 结构振动与声辐射的一般关系16-18
• 2.2.2 结构振动声辐射的声学基础18-19
• §2.3 水下圆柱壳体振动与声辐射近似解析解19-24
• 2.3.1 有限长无肋圆柱壳体的解析解19-22
• 2.3.2 有限长加肋圆柱壳体的解析解22-24
• §2.4 加肋圆柱壳体声辐射的能量分析方法24-27
• 2.4.1 运动方程24-27
• 2.4.2 辐射声功率及辐射效率27
• §2.5 有限元、边界元方法简介27-32
• 2.5.1 有限元基本理论及求解思路27-30
• 2.5.2 边界元基本理论30
• 2.5.3 有限元、边界元方法对比30-32
• 第三章 水下加肋弹性壳体振动声辐射数值计算分析32-51
• §3.1 流固耦合振动与声辐射计算基本方法32-35
• 3.1.1 流固耦合振动与声辐射有限元计算的基本方法32-34
• 3.1.2 边界元声辐射计算基本方法34-35
• §3.2 ANSYS和SYSNOISE软件介绍35-39
• 3.2.1 ANSYS软件简介35-37
• 3.2.2 SYSNOISE软件简介37-38
• 3.2.3 ANSYS和SYSNOISE典型算例与计算验证38-39
• §3.3 结构有限元声学计算39-43
• 3.3.1 ANSYS结构声学分析39-40
• 3.3.2 计算模型40-41
• 3.3.3 水下加肋弹性壳体模态和声压频率响应计算41-43
• §3.4 水下加肋弹性壳体有限元+边界元数值计算43-51
• 3.4.1 计算模型43-45
• 3.4.2 水下加肋弹性壳体振动和频率响应45-48
• 3.4.3 肋参数改变对壳体辐射声功率的影响48
• 3.4.4 水下加肋弹性壳体的辐射声场计算48-50
• 3.4.5 结论50-51
• 第四章 阻尼处理对水下弹性壳体振动声辐射影响分析51-59
• §4.1 圆柱壳体覆瓦结构振动声辐射计算基本方法51-54
• §4.2 数值计算54-59
• 4.2.1 计算模型54-55
• 4.2.2 敷设阻尼材料对水下圆柱壳体振动声辐射的影响55-56
• 4.2.3 阻尼层厚度对水下圆柱壳体振动声辐射的影响56-57
• 4.2.4 敷设方式对水下圆柱壳体振动声辐射的影响57-58
• 4.2.3 结论58-59
• 第五章 水下弹性壳体统计能量分析59-72
• §5.1 统计能量分析方法简介59-63
• 5.1.1 统计能量方法概述59-60
• 5.1.2 统计能量分析的基本步骤60-62
• 5.1.3 AutoSEA2软件简介62-63
• §5.2 AutoSEA2计算水下弹性壳体振动声辐射特性63-72
• 5.2.1 单纯壳体计算模型及结果分析64-67
• 5.2.2 加肋壳体计算模型及结果分析67-71
• 5.2.3 结论71-72
• 第六章 圆柱壳体振动测试实验72-79
• §6.1 常用振动测试系统72-73
• §6.2 圆柱壳体振动响应测试73-79
• 6.2.1 脉冲激励下圆柱壳体上点的振动响应74-76
• 6.2.2 白噪声激励下圆柱壳体上点的振动响应76-78
• 6.2.3 结论78-79
• 第七章 总结与展望79-81
• 参考文献81-85
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研85-86
• 致谢86-87
• 西北工业大学 学位论文知识产权声明书87
• 西北工业大学学位论文原创性声明87

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 王凡;张文俊;陈庆;饶紫云;;高层办公建筑水泵房振动噪声控制[A];2015年全国声学设计与噪声振动控制工程学术会议论文集[C];2015年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

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中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张道伟;壳体结构谐振特征研究与特征提取[D];哈尔滨工程大学;2011年

2 刘扬;水下弹性壳体结构声辐射快速预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

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7 兰立芳;多层阻尼复合结构振动及声辐射分析[D];湖南大学;2012年

8 付博;水下圆柱壳结构辐射效率的研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

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10 焦自权;大型导管架平台声振预报研究[D];大连理工大学;2013年

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本文编号：388926