高速船结构噪声传播及其阻尼被动控制的研究

【摘要】： 船舶噪声及其控制问题日益受到人们的关注。与常规船相比，高速船船体刚度较弱，而激励的幅值大、频率高，因而结构振动与结构噪声的控制更为突出。由于高速化的要求使得高速船对重量相当敏感，要求在降噪过程中须运用适量的阻尼取得最佳的效果。高速船的减振动降噪已成为高速船研究与设计的关键技术之一。 本文在理解结构噪声在船舶结构中的传播规律的基础上，通过考察周期梁、L形板中的振动功率流特点，重点认识阻尼对输入、输出功率流的影响，为结构噪声阻尼控制提供机理支持。 梁结构中能传播的各种非常复杂波型。在板中的弯曲波主要为柱面波的形式，此柱面波在各方向上的传播机率相同。在加筋板中，当外力作用在梁上时，近场中的弯曲波功率流主要由梁来携带，而板中的功率流则在远场中占优。 梁和板为阻尼敷涂的基本对象。在船体结构中，梁主要是传播各种固体弹性波，板则主要是噪声的辐射体。从振动功率流上看，在周期梁中，相同位置和振源在不同的振动模态中输入的功率流是不一样的，可以通过结构频率范围和振动模态，来选取合适的振源位置来减少输入功率流。在传播域中，增加阻尼后振动功率流呈指数性衰减，但在衰减域中，增加阻尼反而会促使结构中的弯曲波传播。在材料不连续的板中，存在阻尼的合理位置、宽度等优化参数。 阻尼材料的特性很容易受环境、施工工艺等的影响，力学性质表现出非线性。这些因素将会影响理论计算分析的可靠性。阻尼降噪试验实船测量结果显示出阻尼降噪的良好效果，同时也说明运用的阻尼方案和措施的合理性。