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复合平板结构水下振动与声辐射特性研究

龚强  
【摘要】:现代船舶多由板结构和复合板结构组成。受到流体、机械和螺旋桨等的激励,其底板成了较严重的噪声区域之一。本论文基于有限元和边界元理论,结合自编的边界元软件系统的研究了板结构和复合板结构的振动与声辐射特性。 本文首先利用有限元软件ANSYS和边界元软件SYSNOISE分别对空气中和水中四边简支矩形板进行了模态和谐响应分析,分析了无限大障板和加肋对四边简支矩形板振动与声辐射的影响。考察了有限大障板对水下简支圆板振动与声辐射的影响。 为实现半无限水域中板和复合板结构的振动与辐射声场的快速预报,本文利用APDL语言编写了和ANSYS的接口程序,用来存储结构的表面声压和表面节点的法向位移,然后利用自编的边界元软件来求解结构的辐射声功率。研究了结构阻尼对四边简支矩形板声振特性的影响;比较了阻尼层及其厚度、阻尼因子和杨氏模量等参数对自由阻尼层复合板声振特性的影响;对于不同板材的夹层板和多层复合板,分别对其振动与声辐射特性进行了探讨。 最后根据仿真模型,加工了矩形平板模型,并采用混响法在混响水池中进行了模型的辐射声功率的测量。对比测量的结果与仿真结果表明:利用混响法测量水下结构声辐射是一种有效方法。


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