水聲吸聲覆蓋層理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、吸聲覆蓋層是潛艇隱身的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),在安靜型潛艇設(shè)計(jì)中占有十分重要的地位.本文對(duì)諧振腔式潛艇吸聲覆蓋層的吸聲機(jī)理進(jìn)行了理論研究;采用動(dòng)態(tài)粘彈譜測(cè)試儀對(duì)吸聲材料參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試;利用寬帶脈沖壓縮信號(hào)測(cè)量法,對(duì)具有一定內(nèi)部結(jié)構(gòu)的吸聲覆蓋層大樣進(jìn)行了自由場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究.理論研究中,敷設(shè)吸聲覆蓋層的潛艇殼體模型為平面多層結(jié)構(gòu):表面層為均勻粘彈性材料;中間為一有孔的粘彈性材料層,孔呈周期分布;基底層為鋼板(模擬單層殼體潛艇)或兩層鋼板之間夾一水

2、層(模擬雙層殼體潛艇).采用了有限元法進(jìn)行數(shù)值研究.對(duì)這種雙周期分布的結(jié)構(gòu),包括與結(jié)構(gòu)相鄰的流體,取一個(gè)單元建立有限元模型,用結(jié)構(gòu)、流體和界面單元對(duì)其進(jìn)行有限單元網(wǎng)格離散.數(shù)值研究分析了潛艇吸聲覆蓋層的諧振特性與聲吸收的關(guān)系,通過(guò)研究諧振吸聲時(shí)材料內(nèi)空腔的變形圖及材料內(nèi)的位移分布分析了諧振吸聲的物理機(jī)制.研究了吸聲材料后面的邊界條件、空腔的形狀以及聲波入射方向?qū)χC振的影響.研究了潛艇敷設(shè)吸聲覆蓋層模型的聲反射特性與去耦特性.研究了空腔的

3、形狀尺寸、分布密度、材料參數(shù)等對(duì)吸聲與去耦性能的影響.吸聲材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性參數(shù)測(cè)試?yán)昧藙?dòng)態(tài)粘彈譜測(cè)試儀,直接測(cè)試的是較低頻帶內(nèi)、不同溫度的材料復(fù)模量數(shù)據(jù),利用高聚物的時(shí)-溫等效原理,將測(cè)試數(shù)據(jù)等效為水聲頻帶內(nèi)的材料復(fù)模量數(shù)據(jù).對(duì)吸聲覆蓋層大樣聲反射系數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試采用了寬帶脈沖壓縮信號(hào)測(cè)量法.該方法利用信號(hào)處理技術(shù)對(duì)水聲發(fā)射換能器的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行了壓縮,使換能器發(fā)射的聲信號(hào)頻帶展寬,從而實(shí)現(xiàn)了寬帶測(cè)量,并可以去掉樣品邊緣衍射聲場(chǎng)的干擾,