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基于FE-SEA混合法的板筋结构隔声与振动特性研究
| 论文题名： | 基于FE-SEA混合法的板筋结构隔声与振动特性研究 |
| 关键词： | 舰船工程;板筋结构;隔声特性;振动特性;固定影响法;统计能量法 |
| 摘要： | 板筋结构因其良好的承载能力、抗冲击和减振性能，已被广泛应用于舰船艇体及其内部支撑结构，国内外学者对其声振特性展开了大量研究。本文主要从数值计算的角度出发，以基于波动耦合的FE-SEA混合法为计算基础，对不同组合形式的板筋结构的隔声与振动特性展开了系统研究。同时，为了说明数值计算的正确性，本文还采用理论分析和实验测量作为必要的研究手段。 首先，对统计能量法（SEA）与基于波动耦合的FE-SEA混合法理论建立的过程做了详细介绍。其中，统计能量法以系统间功率流平衡方程为核心，系统介绍了SEA子系统的确定与适用频率的划分、理论的基本假设、相关参数的求解方法，并以单双层玻璃窗隔声作为算例，通过与实测数据进行对比，证明建模的正确性。 基于波动耦合的FE-SEA混合法则以扩散场互易原理为基石，建立了随机子系统与确定子系统的能量平衡关系。在此基础上，本文考虑随机子系统受到外界直接对它的功率输入，但并不考虑随机子系统与不和确定性子系统相耦合的随机子系统间的功率流，避免了以往与SEA界限划分不清的情况，并使得功率平衡关系更加符合实际情况。本文还对随机子系统的功率平衡示意图和FE-SEA混合法计算的流程图也做了适当改进。 其次，采用FE-SEA混合法数值研究了无筋单、双层板结构的隔声量，单层板筋结构的隔声量与振动响应以及双层板筋结构的隔声量，并就加强筋的间距、惯性矩、边界约束条件、正交与单向、双层与单层等因素对加筋板隔声与振动的影响展开了研究。对于大质量的加强筋，即所谓的“阻振质量”，本文采用波分析法对近似同质量下的空心、实心阻振质量的阻振性能进行分析，并就厚度和边长对空心阻振质量的传递损失的影响进行讨论。为了验证理论分析的正确性，一方面采用FE-SEA混合法对其阻振性能进行数值计算，另一方面设计了带近似同质量的空心阻振质量与实心阻振质量的薄板结构模型，通过对板结构的振动速度数值解与实验值对比，验证采用FE-SEA混合法分析阻振质量阻振效果的有效性。 最后，本文研究了两端简支的水下双层加肋圆柱壳体模型，通过建立基于FEM/BEM的水下双层加肋圆柱壳体计算模型，研究了壳间肋板的厚度、间距以及铺板的加筋方式对辐射声功率级、外壳表面振速及辐射效率、舱室的声压级以及铺板振速的影响。 通过本文的研究工作，加深了对统计能量法与基于波动耦合的FE-SEA混合法的理解，揭示了相关参数对板筋结构的隔声与振动特性影响的规律，对于采用FE-SEA混合法分析复杂结构的声振问题具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 彭子龙 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 温华兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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