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含分层损伤层合板的动力和声传输特性研究
| 论文题名： | 含分层损伤层合板的动力和声传输特性研究 |
| 关键词： | 军用舰船;船舶结构;结构振动;有限元分析 |
| 摘要： | 提高舰船结构的声学隐身性能对增强现代舰船作战能力有着越来越重要的意义。以纤维增强复合材料为代表的先进复合材料凭借其比模量和比强度大、耐疲劳性能好、抗震性好和工艺性强等优点，在船舶等多个领域得到了广泛的应用。与金属材料有所不同，由于复合材料构造形式的特殊性，铺层几何以及在制造、使用过程中的损伤等因素，可能对结构的动力特性以及声学特性等产生影响。因此，研究健康层合板和含分层损伤层合板的动力特性和声学特性有着非常重要的意义。 本文基于Mindlin一阶剪切理论，应用线性弹簧单元作为界面接触模型，位移连续条件保证分层边界截面的几何协调，分别建立了健康层合板和含椭圆形嵌入式分层层合板的动力分析模型，推导了四结点四边形层合板单元的有限元列式，并编写了相应的有限元分析程序。应用强迫振动的时域和频域分析方法，分别计算了层合板的振动响应和传递响应函数。结合有限元法和Rayleigh积分方法，对嵌在无限大障板上的健康层合板和含分层损伤层合板，建立了层合板的声辐射模型和声传输模型，分别计算了层合板的辐射声功率和传声损失。针对典型的层合板结构，分析层合板在集中力作用下的应力分布特点，并讨论了铺层几何、阻尼比以及激励频率等参数对结构强迫振动响应特性的影响;计算并讨论了在单点激励下铺层几何对层合板声辐射性能的影响;分别分析了在平面声波和扩散声场入射下，平面波的入射角度、层合板的铺层几何等参数对声传输特性的影响。最后针对含分层损伤的层合板，分析讨论了在平面声波和扩散声场入射下，分层大小、分层位置以及边界条件等因素对声传输特性的影响。本文通过算例分析，从理论上揭示了完整层合板以及含分层损伤层合板的动力特性和声传输特性，具有一定的工程实用价值。 |
| 作者： | 沈明明 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 洪明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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