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原文传递基于波传播法的声场-圆柱壳耦合系统静动态性能研究

论文题名：	基于波传播法的声场-圆柱壳耦合系统静动态性能研究
关键词：	水下声场圆柱壳;耦合系统;静动态性能;输入能量流;波传播法
摘要：	本论文“基于波传播法的声场-圆柱壳耦合系统静动态性能研究”是国家自然科学基金资助项目(项目编号：40976058)和高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(项目编号：20120142110051)的部分内容。论文研究的目标是，基于波传播的方法，分别对计及预应力作用的水下圆柱壳失稳临界载荷，和计及预应力作用的充液圆柱壳的输入能量流，进行理论分析和试验研究。　　论文首先介绍了水下圆柱壳失稳临界载荷的研究发展概况，概括了加筋圆柱壳的理论分析方法，回顾了圆柱壳的输入能量流以及声辐射研究领域的进展。　　论文的第二部分对静压下计及预应力的水下光壳和水下环肋圆柱壳的弹性失稳临界载荷进行了研究。基于波传播法，建立了水下有限长光壳和水下有限长环肋圆柱壳的自由振动模型，得到了计及静水压力的水下光壳和水下环肋壳的耦合振动方程。并通过数值分析方法，得到水下光壳和水下环肋壳的弹性失稳临界载荷。　　接下来以水下纵横加筋圆柱壳为研究对象，对其在静压下的弹性失稳临界载荷进行了研究。运用波传播法及“刚度均摊法”，建立了水下纵横加筋圆柱壳的自由振动模型，得到了计及预应力的水下纵横加筋圆柱壳的耦合振动方程，进而得到水下纵横加筋圆柱壳的固有频率和弹性失稳临界载荷，为圆柱壳结构失稳临界载荷的无损预报提供了一种新的方法。　　为了能通过抑制能量流的输入来达到减振降噪的目的，本文对受周向余弦点激励作用的计及预应力的充液光壳的输入能量流进行了理论研究。考察了在点激励力作用下，圆柱壳的输入能量流随内压值的变化关系，得出了内压对圆柱壳能量流的输入有抑制作用的结论；同时，分析了在给定内压时输入能量流随频率的变化关系，可为工程设计提供理论依据。　　紧接着论文对第四章所讨论的理论模型给出具体的试验验证。用力激振器来激发产生周向余弦点激励，加速度传感器采集加速度信号，阻抗头采集激振点处的力信号和加速度信号，最后通过动态数据采集系统将数据进行互谱分析。试验中，采用沙箱消除了端部反射，模拟无限长圆柱壳，并运用互相关函数评估了端部反射效应。采用Matlab编程得到该充液光壳的输入能量流。与第四章中给出的理论解进行对比，理论值与试验值趋势大体上是一致的，吻合良好，验证了第四章理论分析的正确性。　　论文比较全面的提出了一种水下圆柱壳结构弹性失稳临界载荷的理论分析方法，并将其应用范围拓展到水下环肋壳和水下纵横加筋圆柱壳，与文献对比结果证实了本文方法的准确性，为水下圆柱壳结构弹性失稳临界载荷的无损预报提供了一种新的方法。同时，建立了受点激励作用的充液光壳的输入能量流研究模型，并通过试验验证了该理论的正确性，以便指导工程设计达到减振降噪的目的。
作者：	陈忱
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	李天匀
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文