船用單層和加筋薄板聲學性能研究.pdf

1、為了研究船用單層加筋薄板的振動聲學性能，本文采用空間諧波展開法和傅里葉變換法，對靜止介質中無限大單向加筋板的振動聲輻射和聲透射特性、靜止和流動介質中無限大正交加筋板的振動聲透射特性進行了理論分析，分別討論了均勻流、聲波入射角、激勵力、加強筋和其他重要的結構參數對單層加筋薄板結構振動聲學性能的影響。
　　 文中首先以靜止流場中受到平面簡諧聲波激勵的無限大單向加筋薄板為研究對象，建立了該單向加筋板的聲透射精確理論計算模型。該模型中，

2、通過充分考慮加強筋的彎曲運動和扭轉運動，采用反力和反力矩等效法計及加強筋對薄板的作用，得到聲振耦合系統(tǒng)的振動控制方程，再考慮波動方程及流固交界面處的邊界條件，借助空間諧波展開法或傅里葉變換法分別推導出了關于系統(tǒng)位移響應的無限大代數方程組，通過將該方程組截斷成有限大小進行數值求解直到結果收斂，然后給出透射損失表達式；數值處理時，先通過與已有的文獻結果對比驗證所建立的聲透射模型的有效性；再系統(tǒng)討論聲波入射、板材、結構參數對單向加筋板隔聲性能

3、的影響。
　　 接著，仍以靜止流場中的單向加筋板為研究對象，建立了一種分析該結構在點激勵作用下振動聲輻射特性的高效方法。該方法通過傅里葉變換法將物理空間內聲振耦合系統(tǒng)的振動控制方程、加強筋彎曲和扭轉運動方程、聲學波動方程以及耦合邊界條件轉換到波數域中，通過聯(lián)合求解得到波數域中關于平板橫向位移的無限大耦合代數方程組，然后運用變量替換技術進行解耦求出位移響應，最后由穩(wěn)相法得到遠場輻射聲壓的表達式。通過相同的數值方法對解耦后的無限大代

4、數方程組進行截斷求解，系統(tǒng)分析作用點位置、平板厚度、加強筋間距、寬度和高度對結構聲輻射特性的影響。
　　 然后，將單向加筋板聲透射理論模型進一步拓展，經過詳細地理論推導，建立空氣中無限大正交加筋板在平面聲波激勵下的聲透射理論分析模型；通過截斷數值方法研究了加筋形式、聲波入射角、板厚、加強筋間距和慣性矩對正交加筋板隔聲性能的影響。
　　 最后，鑒于實際艦船結構都是處于航行狀態(tài)，在計算運動流體中的聲壓時仔細考慮了運動波動方程