船体结构振动特性及声辐射研究

论文摘要

对于水下结构而言,动力装置的振动是引起水下结构振动的主要振源之一。基座结构是用来固定动力装置于船体的,研究基座的动力学特性对于水下结构的减振降噪有着重要意义。壳体是水下结构向流体介质辐射噪声的直接接触面。所以,研究基座和壳体结构的动力特性与振动传递特性对于水下结构有重要意义。本文主要包括以下几方面的内容:第一,对水下结构舱段进行了模态分析与频率响应分析,得到水下结构舱段的动力学特性包括基座、外壳、横舱壁及平台结构各自的动力学特性特点。第二,通过改变结构的几何参数如面板厚度、腹板厚度、肘板厚度、肘板数以及壳体厚度等,研究了各参数对传递率的影响。得出面板厚度、腹板厚度、肘板厚度、肘板数以及壳体厚度对传递特性的影响规律。第三,采用有限元和边界元相结合的方法,对水下结构的辐射声功率、声辐射效率、声压级及声强级进行计算与分析,研究了几何参数变化(面板厚度、腹板厚度、肘板厚度、肘板数以及壳体厚度)对辐射声功率、声辐射效率、声压级及声强级的影响规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景与选题的意义
• 1.2 结构隔振与声辐射问题的国内外研究进展综述
• 1.2.1 结构振动隔离问题的国内外研究进展综述
• 1.2.2 结构振动声辐射问题的国内外研究进展综述
• 1.3 本文的主要研究内容及方法
• 1.3.1 本文主要工作
• 1.3.2 本文创新点
• 第2章 动力学及声学分析理论方法
• 2.1 振动结构模态分析基本原理
• 2.2 频率响应函数分析理论
• 2.3 振动传递特性的表征参数
• 2.3.1 力传递率
• 2.3.2 振级落差
• 2.4 结构振动声辐射原理
• 2.5 声辐射特性的表征参数
• 2.5.1 声场与声源的度量
• 2.5.2 声辐射效率
• 第3章 舱段结构动力特性分析
• 3.1 船体结构典型基座结构型式
• 3.2 振动沿船体结构的传播
• 3.3 舱段结构模型
• 3.4 舱段结构的有限元模型
• 3.5 舱段结构模态分析
• 3.6 舱段结构的传递特性分析
• 3.6.1 基座结构传递特性分析
• 3.6.2 平台结构传递特性分析
• 3.6.3 外壳舱壁结构传递特性分析
• 3.6.4 前后横舱壁结构传递特性分析
• 第4章 舱段结构振动传递特性分析
• 4.1 振动传递函数
• 4.2 舱段结构尺寸参数修改与所得模型
• 4.3 几何参数对基座振动传递特性的影响
• 4.3.1 面板厚度的影响
• 4.3.2 腹板厚度的影响
• 4.3.3 肘板厚度的影响
• 4.3.4 肘板数目的影响
• 4.3.5 壳体厚度的影响
• 4.4 振动传递表征参数力传递率
• 第5章 舱段结构声辐射分析
• 5.1 船体基座声学设计的基本原则及方法
• 5.2 振动结构水下声辐射计算的边界元方法
• 5.3 振动结构的水下声辐射计算
• 5.3.1 面板厚度对声辐射的影响
• 5.3.2 腹板厚度对声辐射的影响
• 5.3.3 肘板厚度对声辐射的影响
• 5.3.4 肘板数目对声辐射的影响
• 5.3.5 壳体厚度对声辐射的影响
• 第6章 总结与展望
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要