收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

能量有限元法研究及其应用

孙丽萍  
【摘要】:结构的振动噪声预报及其控制无论对于军船还是民船都是一项十分重要的研究课题,它关系到舰艇的隐身性能、船舶的舒适性以及结构的安全性。由于船舶结构的振动噪声通常属于高频范围,因此本文的主要内容有: 1) 回顾了从能量角度研究高频振动噪声问题的各种方法,详述了一些主要研究方法的优缺点,并阐述了统计能量法的基本原理。 2) 针对船舶结构的基本构件—杆、梁结构,采用能量有限元法,分别推导了在简谐激励下杆、梁结构的能量密度控制方程,对于杆结构得到了能量密度及声强的表达式;对于梁结构得到了能量密度解的三个分量,分析了近场解对总能量密度的影响,得到了梁的能量密度远场均值解和声强远场均值解之间的关系。并将结构的能量密度控制方程与一维结构热传导方程进行了对比分析,得出了有实用价值的结论。 3) 根据小阻尼假设,推导了无限大板在简谐激励作用下能量密度的控制方程,建立了能量密度和声强之间的关系,得出了远场解的表达式。在此基础上,考虑边界的反射作用,推导了有限大板的能量密度控制方程,得到了能量密度的近似解,并通过位移解得出了能量密度和声强的解析解。 4) 根据能量守恒定律,分别对耦合的一维杆、梁结构和二维板结构建立了用能量反射和透射系数表达的能量平衡关系,对多种节点连接结构建立了能量流的耦合关系及其与反射能量和透射能量的关系,并采用半无限长结构推导了各种不同连接方式下结构的能量反射及透射系数。 5) 采用加权残值法分别对一维和二维耦合结构的能量密度控制方程进行了有限元求解。由于能量密度在结构的连接处是不连续的,必须采用特殊的方法进行处理。首先提出在多构件的节点连接处设置多个节点,并提出采用节点单元连接耦合的构件。针对各种不同的结构连接形式和振动波形,分别推导了各种节点单元矩阵的表达式。 6) 应用前面推导出的能量有限元法分别对一卡车的框架结构和一舰艇机舱的基座结构进行了计算分析,并将计算结果与结构的实验结果进行了对比,从 哈尔滨工程大学博士学位论文 而验证了本文的能量有限元法是一种有效可靠的分析高频振动噪声问题的方 法。此外,还探讨了通过改变结构的板厚及阻尼系数等参数,减小结构的振 动噪声。 关键词:能量密度;能量流;有限元;声强;能量透射系数;能量反射系 数;节点单元;节点单元矩阵
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB115

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 徐福慧;郑世杰;;基于能量有限元法的耦合梁分析[J];江苏航空;2012年S1期
2 张小五;马文来;王坤;;裂纹梁损伤识别的一种新型方法[J];装备环境工程;2013年01期
3 游进;孟光;李鸿光;;声振系统中高频能量流分析法研究进展[J];振动与冲击;2012年11期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 卢兆刚;基于混合FE-SEA方法的汽车薄壁件中频声学特性预测及优化研究[D];浙江大学;2011年
2 李凯;基于声强可视化的船舶结构声振能量特性研究[D];大连理工大学;2011年
3 吴轶钢;零阶能量有限元方法及其在船舶结构声辐射中的应用研究[D];武汉理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 朱继清;基于能量流有限元的耦合结构振动传递特性分析[D];山东大学;2011年
2 贾钊;耦合结构物能量流分析[D];哈尔滨工程大学;2005年
3 郭浩男;耦合结构的功率流有限元分析及在复杂加筋板结构中的应用[D];山东大学;2012年
4 李坤朋;基于能量有限元法的板耦合结构振动特性分析[D];山东大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴文伟,吴崇健,沈顺根;双层加肋圆柱壳振动和声辐射研究[J];船舶力学;2002年01期
2 徐张明,汪玉,华宏星,沈荣瀛;船舶结构的建模及水下振动和辐射噪声的FEM/BEM计算[J];船舶力学;2002年04期
3 刘涛,汤渭霖,何世平;数值/解析混合方法计算含复杂结构的有限长圆柱壳体声辐射[J];船舶力学;2003年04期
4 邹春平,陈端石,华宏星;船舶水下辐射噪声特性研究[J];船舶力学;2004年01期
5 童宗鹏,王国治;舰艇结构水下振动和声辐射特性研究[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2003年02期
6 杨德庆,王德禹,刘洪林;舰艇振动声学特性数值分析[J];上海交通大学学报;2002年11期
7 汤渭霖,何兵蓉;水中有限长加肋圆柱壳体振动和声辐射近似解析解[J];声学学报;2001年01期
8 商德江,何祚镛;加肋双层圆柱壳振动声辐射数值计算分析[J];声学学报;2001年03期
9 刘涛,范军,汤渭霖;水中弹性圆柱壳的共振声辐射[J];声学学报;2002年01期
10 谢官模,骆东平;环肋圆柱壳在流场中辐射声场压力的解析解[J];应用数学和力学;1995年12期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王宜生,邹志刚,马启蔚;板柱结构体系有限元分析方法及其扩充BASIC语言编制的若干问题[J];四川建筑科学研究;1983年01期
2 梁建国,湛华;挑梁根部设钢筋混凝土柱时设计计算方法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
3 李扬,高日,晏景通;自重对索网结构找形的影响[J];四川建筑科学研究;2003年02期
4 段凯,杨新华,杨文兵;用ANSYS软件计算桥梁结构的温度应力[J];四川建筑科学研究;2005年03期
5 马杰,侯景军,何英明;昆明某大厦纠偏的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年04期
6 薛松涛;张茂雨;谢丽宇;陈镕;王远功;;在地震波作用下地下连续墙的动力响应[J];四川建筑科学研究;2005年06期
7 黄怡;王元清;石永久;;框架—支撑钢结构抗震性能的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年06期
8 陈辉;袁海庆;李盛;刘文龙;高翔;;温度作用对钢筒仓结构影响的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2006年06期
9 左立;曾祥勇;;西部红层软岩地区某桥梁扩大基础有限元分析[J];四川建筑科学研究;2009年06期
10 张俊峰;王利娟;郝际平;李天;;几何非线性新梁柱单元及结构程序设计[J];四川建筑科学研究;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
2 丁晓唐;刘广;蒋勇;;势流体和Housner模型动力研究比较[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
3 张超;高立娥;刘卫东;刘铎;;FLUX(3D)在舰船磁场方面的应用研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
4 周远波;谢荣基;鄂治群;;西南民族大学录音棚声学设计[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
5 薛旭瑞;曾向阳;王海涛;;不同激励条件下的舱内声场分布规律研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
6 许昊;吴胜举;孙军涛;;簧片振动模态的有限元分析[A];第二届西安-上海两地声学学术会议论文集[C];2011年
7 赵彩凤;郭建中;;基于机械扫描的声波干涉测量研究[A];第二届西安-上海两地声学学术会议论文集[C];2011年
8 欧阳玉平;洪添胜;文韬;孙同彪;;基于ANSYS的太阳能自动跟踪机构仿真及实验分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
9 邹元杰;韩增尧;张瑾;;航天器全频域力学环境预示的主要方法[A];全国结构振动与动力学学术研讨会论文集[C];2011年
10 周俊;塔娜;饶柱石;;杆系结构振动计算的解析节点法[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 吕文磊;压差式光纤矢量水听器基元与测试技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 魏浩征;高压直流输电系统可听噪声预测系统的研究[D];合肥工业大学;2010年
4 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
5 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
6 赵晓丹;基于非先验函数系的信号识别[D];江苏大学;2010年
7 刘海锋;网格结构精细化有限元分析方法研究[D];浙江大学;2010年
8 杨党国;内埋武器舱气动声学特性与噪声抑制研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2010年
9 杨陈;低噪声轻量化单缸柴油机的虚拟设计技术研究[D];浙江大学;2009年
10 郭磊;车用动力总成结构振动噪声的虚拟预测与分析技术研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张倩;异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用[D];南昌航空大学;2010年
2 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
4 岳莎莎;基于TMS320VC5509A的管道有源噪声控制系统研究[D];山东科技大学;2010年
5 李成森;电阻率成像技术在煤矿防治水方面的应用研究[D];山东科技大学;2010年
6 范子嘉;长脉冲激光与金属相互作用的热分析[D];长春理工大学;2010年
7 石琢;纤维/颗粒—树脂基层合复合材料的吸声性能研究[D];浙江理工大学;2010年
8 辛栋;纤维增强聚合物复合材料力学性能的数值预测[D];郑州大学;2010年
9 周宇龙;基于遗传算法的堤防材料动力特性反演分析[D];郑州大学;2010年
10 王会杰;基于变形控制的复合地基变刚度概念设计研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱锡,孙雪荣 ,石勇;船舶水下结构噪声数值计算方法研究概况[J];船舶工程;2004年01期
2 程广利,朱石坚,伍先俊;统计能量分析法及其损耗因子确定方法综述[J];船舶工程;2004年04期
3 王宏伟,赵德有;平板与周期加筋阻尼板间耦合损耗因子的研究[J];船舶力学;2001年02期
4 徐张明,汪玉,华宏星,沈荣瀛;船舶结构的建模及水下振动和辐射噪声的FEM/BEM计算[J];船舶力学;2002年04期
5 孙丽萍,聂武;船舶结构振动噪声分析及其进展[J];船舶力学;2003年01期
6 刘涛,汤渭霖,何世平;数值/解析混合方法计算含复杂结构的有限长圆柱壳体声辐射[J];船舶力学;2003年04期
7 俞孟萨,黄国荣,伏同先;潜艇机械噪声控制技术的现状与发展概述[J];船舶力学;2003年04期
8 邹春平,陈端石,华宏星;船舶水下辐射噪声特性研究[J];船舶力学;2004年01期
9 谢官模,李军向,罗斌,骆东平;环肋、舱壁和纵骨加强的无限长圆柱壳在水下的声辐射特性[J];船舶力学;2004年02期
10 伍先俊,朱石坚;基于有限元的功率流计算及隔振系统优化设计技术研究[J];船舶力学;2005年04期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 杨陈;低噪声轻量化单缸柴油机的虚拟设计技术研究[D];浙江大学;2009年
2 桂洪斌;敷设粘弹性阻尼的板和加筋板的振动机理研究[D];大连理工大学;2001年
3 黎胜;水下结构声辐射和声传输的数值分析及主动控制模拟研究[D];大连理工大学;2001年
4 邹元杰;水中阻尼复合壳体结构声振特性的数值分析[D];大连理工大学;2004年
5 王丹生;基于反共振频率和压电阻抗的结构损伤检测[D];华中科技大学;2006年
6 金岩;基于小波变换与独立分量分析的内燃机振声特性研究[D];浙江大学;2007年
7 吴轶钢;零阶能量有限元方法及其在船舶结构声辐射中的应用研究[D];武汉理工大学;2008年
8 贾维新;发动机结构噪声和进气噪声的数字化仿真及优化设计研究[D];浙江大学;2008年
9 徐红梅;内燃机振声信号时频特性分析及源信号盲分离技术研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 周振;基于能量有限元的柔性结构振动主动控制研究[D];山东大学;2011年
2 朱继清;基于能量流有限元的耦合结构振动传递特性分析[D];山东大学;2011年
3 李丹;船舶舱室噪声预示的统计能量分析研究[D];大连理工大学;2003年
4 王玉红;船舶上层建筑舱室噪声预测[D];哈尔滨工程大学;2003年
5 刘义;基于ANSYS的水下结构声学优化设计技术[D];西北工业大学;2004年
6 贾钊;耦合结构物能量流分析[D];哈尔滨工程大学;2005年
7 金立明;损伤梁的波动特性与振动功率流分析[D];华中科技大学;2005年
8 王银;摩托车噪声屏蔽隔声理论与试验研究[D];浙江大学;2006年
9 元艳玲;CRH5动车组车体的结构分析与轻量化研究[D];北京交通大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 祝丹晖;解妙霞;孔祥杰;张文博;陈花玲;;复杂机械结构中高频动响应能量有限元方法研究[J];中国工程科学;2013年01期
2 刘刚利;霍平;柏淑红;章优仕;;轨道交通的噪声及屏障降噪技术的研究[J];制造业自动化;2011年06期
3 徐福慧;郑世杰;;基于能量有限元法的耦合梁分析[J];江苏航空;2012年S1期
4 张小五;马文来;王坤;;裂纹梁损伤识别的一种新型方法[J];装备环境工程;2013年01期
5 张强;郝志勇;毛杰;陈馨蕊;;基于SEA的镁质前围板与车内声场耦合优化分析[J];汽车工程;2014年08期
6 游进;孟光;李鸿光;;声振系统中高频能量流分析法研究进展[J];振动与冲击;2012年11期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李秋红;双半轴式转台结构振动传递特性研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 温华兵;复杂薄壳结构振动声辐射特性及控制技术研究[D];江苏大学;2014年
3 薛晓光;基于能量流分析的结构动力学拓扑优化理论与方法研究[D];国防科学技术大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 朱继清;基于能量流有限元的耦合结构振动传递特性分析[D];山东大学;2011年
2 邱斌;高速船全频段舱室噪声预报与控制方法的研究[D];武汉理工大学;2010年
3 宋学敏;钢铝混合结构高速船振动噪声预报与控制研究[D];武汉理工大学;2012年
4 郭浩男;耦合结构的功率流有限元分析及在复杂加筋板结构中的应用[D];山东大学;2012年
5 李坤朋;基于能量有限元法的板耦合结构振动特性分析[D];山东大学;2013年
6 乔志;基于有限元功率流的基座振动传递特性研究[D];华中科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴文伟,沈顺根;具有等间距相同加强筋板的声辐射[J];船舶力学;1998年05期
2 朱胜昌,郭列,何富坚,陈庆强,吴士冲;大型自卸船振动性能预报研究[J];船舶力学;2000年02期
3 邹春平,陈端石,华宏星;船舶结构振动特性研究[J];船舶力学;2003年02期
4 曾革委,黄玉盈,马运义;舱壁和环肋加强的无限长圆柱壳声弹耦合模型及其声特性[J];固体力学学报;2002年03期
5 谭林森,骆东平;加筋双层壳流固耦联振动数值分析[J];华中理工大学学报;1992年05期
6 谭林森,骆东平,王殿卿;双层旋转壳流固耦合振动有限元分析[J];计算结构力学及其应用;1993年04期
7 何祚镛;;声学逆问题——声全息场变换技术及源特性判别[J];物理学进展;1996年Z1期
8 张敬东,何祚镛;有限元+边界元——修正的模态分解法预报水下旋转薄壳的振动和声辐射[J];声学学报;1990年01期
9 汤渭霖;奇异点展开法(SEM)与共振散射理论(RST)之间的联系[J];声学学报;1991年03期
10 汤渭霖,范军;水中双层弹性球壳的回声特性[J];声学学报;1999年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黎胜;水下结构声辐射和声传输的数值分析及主动控制模拟研究[D];大连理工大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨帆;宋小军;;悬臂梁的有限元分析[J];科技广场;2008年05期
2 李春霞;;关于能量法的教学探讨[J];成功(教育);2008年07期
3 石猛;王建中;;能量法测量声波多普勒效应[J];高等函授学报(自然科学版);2008年06期
4 郭本瑜;论离散能量法(Ⅰ)[J];高等学校计算数学学报;1984年04期
5 荆大川;;能量法求解正(反)对称结构时积分限∫_t前的倍数问题——兼与《材料力学》商榷[J];常州工学院学报;1988年02期
6 刘灿昌,彭建设;用能量法求解简谐力作用下圆板的振动[J];贵州大学学报(自然科学版);2004年03期
7 陈玉骥;;提高能量法确定压杆临界荷载精度的一种方法[J];力学与实践;2005年06期
8 冯广占;黄良;;有多种边界约束复合材料层板承载力的计算与设计[J];四川大学学报(工程科学版);1985年02期
9 周绪红,王世纪;卷边板件屈曲分析的半能量法[J];湖南大学学报(自然科学版);1991年02期
10 张凤翔,朱建军;关于自由落体冲击问题的分析和讨论[J];安徽广播电视大学学报;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周星德;汪凤泉;韩晓林;;采用多步能量法进行系统模型降价方法研究[A];振动工程学报(工程应用专辑)[C];2001年
2 宋一凡;贺拴海;赵煜;;弹性地基高桥墩施工稳定性分析的能量法[A];中国公路学会桥梁和结构工程学会2001年桥梁学术讨论会论文集[C];2001年
3 张秀丽;;能量法在运动生物力学中的应用探析[A];第十届全国运动生物力学学术交流大会论文汇编[C];2002年
4 张旭;吴志刚;杨超;;基于能量法的等效梁建模与动力学分析[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
5 童根树;张磊;;薄壁构件弯扭失稳的新能量法[A];钢结构工程研究(四)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2002年学术交流会论文集[C];2002年
6 崔洪雪;Xiong YP;熊渊博;;能量无网格法的高频动力学分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 雷文军;李少云;魏德敏;;软土中小直径桩的稳定性问题[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
8 金永刚;李强;;冻土墙计算方法及其在基坑工程中的应用[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(下册)[C];2006年
9 单金英;张能辉;;探针随机性分布对基因芯片纳米力学行为的影响[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(下册)[C];2007年
10 胡正宇;曹平周;;变轴力等截面多跨连续杆件计算长度分析[A];钢结构工程研究(四)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2002年学术交流会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 辛振涛;超高压并联电抗器及线路保护综合研究[D];华中科技大学;2005年
2 罗旗帜;基于能量原理的薄壁箱梁剪力滞理论与试验研究[D];湖南大学;2005年
3 张向奎;汽车车身部件快速成形仿真技术平台与关键算法研究[D];吉林大学;2008年
4 邹新军;基桩屈曲稳定分析的理论与试验研究[D];湖南大学;2005年
5 王俊;高耸工程结构基础约束刚度识别研究[D];东南大学;2006年
6 周晓杰;曲线曲面造型中的变形方法研究与应用[D];大连理工大学;2008年
7 王侃昌;基于B样条的自由曲线曲面光顺研究[D];西北农林科技大学;2004年
8 李娜;空间网格结构几何形态研究与实现[D];浙江大学;2009年
9 李伟东;非线性转子系统动力响应分析[D];大连理工大学;2007年
10 金宏平;基于能量法的压痕硬度和残余应力测试原理、方法和实验研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 袁广林;桩基负摩阻力沿桩身变化的理论研究[D];西安建筑科技大学;2006年
2 朱正伟;基于能量法的体外预应力筋应力增量计算方法研究[D];重庆大学;2005年
3 汤敬秋;电磁操动机构中凸轮机构的设计及仿真[D];华北电力大学(河北);2005年
4 聂萌;MEMS多层模材料参数在线提取方法的研究[D];合肥工业大学;2004年
5 黄雷;岩体锚固稳定性分析的能量法研究[D];重庆大学;2005年
6 韦嘉;RF MEMS压控电容理论优化和工艺研究[D];清华大学;2005年
7 孙阳;基于能量方法的结构安定性分析研究[D];河海大学;2006年
8 李海平;智能化折弯过程的解析定量描述模型[D];燕山大学;2004年
9 唐鸿卿;应用速度反应谱研究多层建筑物爆破地震安全标准[D];长江科学院;2008年
10 胡小会;型钢混凝土界面滑移及本构关系研究[D];河南科技大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026