船舶典型加筋板結構的聲振特性研究.pdf

1、降低船舶結構的振動和輻射噪聲對改善船舶的聲學性能具有重要意義。加筋薄板結構由于具有質量輕、力學性能好等優(yōu)點被廣泛應用于船舶領域。本文以加筋板結構為對象，分別對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構的聲振特性開展系統(tǒng)的理論研究，并開展了相應試驗研究，為船舶加筋板結構的聲學設計提供依據(jù)。論文的主要研究內容如下：
　　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力學模型，考慮骨材的扭矩作用，運用傅里

2、葉變換，將空間域轉換到波數(shù)域，結合泊松公式及周期函數(shù)的性質，推導得到單向加筋板結構的位移解析表達式，并通過穩(wěn)相法得到遠場聲壓的表達式。針對無限大正交周期加筋板，應用無窮級數(shù)法推導其振動和聲輻射方程，在波數(shù)域內通過級數(shù)截斷進行數(shù)值求解，得到正交加筋板的振動和聲輻射數(shù)值解。建立了雙層加筋板動力學模型，考慮上下面板和筋板間的板板耦合，通過傅里葉變換轉換到波數(shù)域，并結合級數(shù)截斷得到雙層加筋板振動的數(shù)值解。
　　分析討論了結構阻尼、激勵類型

3、、激勵位置、板厚、骨材參數(shù)等因素對加筋板結構聲振特性的影響。結果表明考慮骨材扭矩對結構聲振特性的影響較小，但使結構分析推導變復雜，并增加計算量。從工程計算的角度，在計算加筋板的聲振特性時，可以不考慮骨材扭矩對板材的作用。激勵作用在骨材強構件處時可以有效降低結構的振動，骨材的間距，骨材的尺寸對結構聲振特性影響明顯，骨材的存在會造成局部振動但在整體上可以有效的抑制板架的振動；阻尼對結構振動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構的振動。
　　針對有限大雙向加筋板，基于李茲法推導了其振動方程。同時結合工程實際，從簡化加筋板模型的角度出發(fā)，基于正交異性板理論和相當板厚理論提出了兩種簡化方法，對這三種模型模擬的加筋板模型推導了其固有頻率的解析公式，并進行了對比分析；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，為加筋板組合結構的低頻振動和聲輻射問題提供了簡化思路。
　　論文最后對單層加筋板、雙層板、雙層加筋板三種試驗