舰船隔振中多层衰波媒质的声传递特性分析

发布时间：2021-03-18 18:36

　　文章研究了多层衰波媒质结构在斜入射声波作用下,各层媒质的几何参数变化对其衰波作用的影响规律。应用建立的二维传递矩阵数学模型计算了多层衰波媒质结构对垂直入射声波的衰波系数,并与实验结果进行了比较。结果表明,计算结果与实验结果基本一致。同时利用此数学模型分析了媒质总厚度、各层厚度比及声波入射角度对声强透射和反射系数的影响。分析结果表明,各因素变化对结构中波传递特性影响较大,且在一定程度上增加结构总厚度和首层媒质厚度有利于增强结构的衰波性能,特别是增强低频区衰波性能。 

【文章来源】：船舶力学. 2020,24(02)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

声波斜入射多层媒质结构的示意图

舰船的减振降噪方法中，舰体敷设吸声衰波材料是使声波最大化地进入材料内部，利用材料对波能量的衰减作用实现安静化处理。而隔振的作用方式是在振源和基础之间设置有效的弹性装置，利用其弹性形变使振源的波能量最小化地向基础传递。隔振元件中的多层衰波媒质结构则是在上述原理的基础上，利用媒质的衰波作用和多层结构对声传递影响规律，将已经进入隔振元件内的波能量最大化地衰减（包括吸收和反射），从而使传统隔振技术更加高效地实施。本文应用所建立的二维传递矩阵计算垂直入射时的衰波系数，并与实验结果进行对比，为此我们专门研制了多层媒质衰波隔振测量系统，如图2所示。图3 垂直入射下理论与实验结果对比图

图2 多层媒质衰波隔振测量示意图作为多层流体媒质结构的填充材料，既要有无味、不可燃和不易挥发等特点，又需要各层流体媒质声学性能具有良好的匹配性，使振动波在流体中透射较大，以至吸收衰波机制充分发挥；同时，首层流体需要较低粘度，最大程度上激发液表面波，甚至出现液表面“液滴飞溅”现象，尽可能地衰减振动波能量。因此在选择流体媒质材料时，需要综合考虑其物化特性，专门选择硅油、水和二氯甲烷作为填充媒质。其中流体媒质各层厚度为d1=d2=d3=40 mm，各层媒质在结构中的位置、声速、密度、特性阻抗和损耗因子等参数如表1所示[23]。根据所建立的二维传递矩阵数学模型，计算入射角θ=0°时的多层媒质结构的衰波系数，计算结果如图3所示。从图中可以看出，计算结果与实验结果基本一致，表明所建立的二维传递矩阵数学模型是合理的。

【参考文献】：
期刊论文
[1]液固混合介质隔振器的响应计算与防跳跃设计[J]. 高雪,陈前.  振动与冲击. 2013(12)
[2]斜入射下粘接界面的反射特性[J]. 吴斌,张婧,邱兆国,何存富.  北京工业大学学报. 2013(06)
[3]舰船隔振装置技术及其进展[J]. 何琳,徐伟.  声学学报. 2013(02)
[4]部分敷设阻尼材料的水下结构声辐射分析[J]. 王献忠,孙龙泉,邱忠辉,郑律.  振动与冲击. 2012(18)
[5]囊式混合介质隔振器的动力学特性试验[J]. 张树桢,陈前,滕汉东.  振动与冲击. 2012(11)
[6]船舶主机气囊隔振技术对中控制策略研究[J]. 卜文俊,何琳.  振动与冲击. 2012(08)
[7]聚氨酯隔振器研究的新进展[J]. 丁振林.  噪声与振动控制. 2011(04)
[8]高分子阻尼材料的研究进展[J]. 张一飞,文庆珍,朱金华,余超.  材料开发与应用. 2011(04)
[9]斜入射下多层均质复合板结构的声透射[J]. 艾海峰,陈志坚.  哈尔滨工程大学学报. 2009(03)
[10]分层吸声结构的声学设计与性能分析[J]. 石勇,朱锡,李永清,李海涛.  应用声学. 2007(05)



本文编号：3088743