船舶典型加筋板結(jié)構(gòu)的聲振特性研究.pdf

1、降低船舶結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和輻射噪聲對(duì)改善船舶的聲學(xué)性能具有重要意義。加筋薄板結(jié)構(gòu)由于具有質(zhì)量輕、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于船舶領(lǐng)域。本文以加筋板結(jié)構(gòu)為對(duì)象，分別對(duì)無限大單向單雙周期加筋板、正交周期加筋板、雙層加筋板等典型加筋板結(jié)構(gòu)的聲振特性開展系統(tǒng)的理論研究，并開展了相應(yīng)試驗(yàn)研究，為船舶加筋板結(jié)構(gòu)的聲學(xué)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　基于波數(shù)法建立了無限大單向單周期、單向雙周期加筋板動(dòng)力學(xué)模型，考慮骨材的扭矩作用，運(yùn)用傅里

2、葉變換，將空間域轉(zhuǎn)換到波數(shù)域，結(jié)合泊松公式及周期函數(shù)的性質(zhì)，推導(dǎo)得到單向加筋板結(jié)構(gòu)的位移解析表達(dá)式，并通過穩(wěn)相法得到遠(yuǎn)場(chǎng)聲壓的表達(dá)式。針對(duì)無限大正交周期加筋板，應(yīng)用無窮級(jí)數(shù)法推導(dǎo)其振動(dòng)和聲輻射方程，在波數(shù)域內(nèi)通過級(jí)數(shù)截?cái)噙M(jìn)行數(shù)值求解，得到正交加筋板的振動(dòng)和聲輻射數(shù)值解。建立了雙層加筋板動(dòng)力學(xué)模型，考慮上下面板和筋板間的板板耦合，通過傅里葉變換轉(zhuǎn)換到波數(shù)域，并結(jié)合級(jí)數(shù)截?cái)嗟玫诫p層加筋板振動(dòng)的數(shù)值解。
　　分析討論了結(jié)構(gòu)阻尼、激勵(lì)類型

3、、激勵(lì)位置、板厚、骨材參數(shù)等因素對(duì)加筋板結(jié)構(gòu)聲振特性的影響。結(jié)果表明考慮骨材扭矩對(duì)結(jié)構(gòu)聲振特性的影響較小，但使結(jié)構(gòu)分析推導(dǎo)變復(fù)雜，并增加計(jì)算量。從工程計(jì)算的角度，在計(jì)算加筋板的聲振特性時(shí)，可以不考慮骨材扭矩對(duì)板材的作用。激勵(lì)作用在骨材強(qiáng)構(gòu)件處時(shí)可以有效降低結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，骨材的間距，骨材的尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)聲振特性影響明顯，骨材的存在會(huì)造成局部振動(dòng)但在整體上可以有效的抑制板架的振動(dòng)；阻尼對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)和聲輻射的衰減作用明顯；增大雙層板架上下面板厚度、筋

4、板厚度有利于降低雙層加筋板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。
　　針對(duì)有限大雙向加筋板，基于李茲法推導(dǎo)了其振動(dòng)方程。同時(shí)結(jié)合工程實(shí)際，從簡(jiǎn)化加筋板模型的角度出發(fā)，基于正交異性板理論和相當(dāng)板厚理論提出了兩種簡(jiǎn)化方法，對(duì)這三種模型模擬的加筋板模型推導(dǎo)了其固有頻率的解析公式，并進(jìn)行了對(duì)比分析；研究了基于三種模型的加筋板在空氣中和水中的聲輻射特性，為加筋板組合結(jié)構(gòu)的低頻振動(dòng)和聲輻射問題提供了簡(jiǎn)化思路。
　　論文最后對(duì)單層加筋板、雙層板、雙層加筋板三種試驗(yàn)