船用單層和加筋薄板聲學(xué)性能研究.pdf

1、為了研究船用單層加筋薄板的振動(dòng)聲學(xué)性能，本文采用空間諧波展開(kāi)法和傅里葉變換法，對(duì)靜止介質(zhì)中無(wú)限大單向加筋板的振動(dòng)聲輻射和聲透射特性、靜止和流動(dòng)介質(zhì)中無(wú)限大正交加筋板的振動(dòng)聲透射特性進(jìn)行了理論分析，分別討論了均勻流、聲波入射角、激勵(lì)力、加強(qiáng)筋和其他重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)單層加筋薄板結(jié)構(gòu)振動(dòng)聲學(xué)性能的影響。
　　 文中首先以靜止流場(chǎng)中受到平面簡(jiǎn)諧聲波激勵(lì)的無(wú)限大單向加筋薄板為研究對(duì)象，建立了該單向加筋板的聲透射精確理論計(jì)算模型。該模型中，

2、通過(guò)充分考慮加強(qiáng)筋的彎曲運(yùn)動(dòng)和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，采用反力和反力矩等效法計(jì)及加強(qiáng)筋對(duì)薄板的作用，得到聲振耦合系統(tǒng)的振動(dòng)控制方程，再考慮波動(dòng)方程及流固交界面處的邊界條件，借助空間諧波展開(kāi)法或傅里葉變換法分別推導(dǎo)出了關(guān)于系統(tǒng)位移響應(yīng)的無(wú)限大代數(shù)方程組，通過(guò)將該方程組截?cái)喑捎邢薮笮∵M(jìn)行數(shù)值求解直到結(jié)果收斂，然后給出透射損失表達(dá)式；數(shù)值處理時(shí)，先通過(guò)與已有的文獻(xiàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)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(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)單向加筋板隔聲性能

3、的影響。
　　 接著，仍以靜止流場(chǎng)中的單向加筋板為研究對(duì)象，建立了一種分析該結(jié)構(gòu)在點(diǎn)激勵(lì)作用下振動(dòng)聲輻射特性的高效方法。該方法通過(guò)傅里葉變換法將物理空間內(nèi)聲振耦合系統(tǒng)的振動(dòng)控制方程、加強(qiáng)筋彎曲和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方程、聲學(xué)波動(dòng)方程以及耦合邊界條件轉(zhuǎn)換到波數(shù)域中，通過(guò)聯(lián)合求解得到波數(shù)域中關(guān)于平板橫向位移的無(wú)限大耦合代數(shù)方程組，然后運(yùn)用變量替換技術(shù)進(jìn)行解耦求出位移響應(yīng)，最后由穩(wěn)相法得到遠(yuǎn)場(chǎng)輻射聲壓的表達(dá)式。通過(guò)相同的數(shù)值方法對(duì)解耦后的無(wú)限大代

4、數(shù)方程組進(jìn)行截?cái)嗲蠼?，系統(tǒng)分析作用點(diǎn)位置、平板厚度、加強(qiáng)筋間距、寬度和高度對(duì)結(jié)構(gòu)聲輻射特性的影響。
　　 然后，將單向加筋板聲透射理論模型進(jìn)一步拓展，經(jīng)過(guò)詳細(xì)地理論推導(dǎo)，建立空氣中無(wú)限大正交加筋板在平面聲波激勵(lì)下的聲透射理論分析模型；通過(guò)截?cái)鄶?shù)值方法研究了加筋形式、聲波入射角、板厚、加強(qiáng)筋間距和慣性矩對(duì)正交加筋板隔聲性能的影響。
　　 最后，鑒于實(shí)際艦船結(jié)構(gòu)都是處于航行狀態(tài)，在計(jì)算運(yùn)動(dòng)流體中的聲壓時(shí)仔細(xì)考慮了運(yùn)動(dòng)波動(dòng)方程