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基于波动法的船舶典型结构振动特性研究
| 论文题名： | 基于波动法的船舶典型结构振动特性研究 |
| 关键词： | 船舶结构;振动功率流;波动法;振动控制 |
| 摘要： | 板、梁是船舶结构基本构件，研究结构中振动波的传递机理对船舶振动噪声控制具有重要的意义。目前波动法一般用于研究半无限尺寸板和梁的弹性波的传播，对于有边界的有限尺寸结构，随着结构的复杂化，平衡方程的数目以及离散板弹性波参量随之增加，波动法公式的推导更加复杂化，因此波动法有限尺寸研究对象一般为梁、平板、L型板等简单结构。 本文基于回传波射线矩阵法推导有限尺寸梁L型板的动力响应公式，根据回传波射线矩阵法引入局部对偶坐标的基本思路，对波动法力学模型建立局部对偶坐标系。离散船舶结构声学条件改变处的结构，建立每个离散板的局部对偶坐标系，离散每个离散板的弯曲波和面内波波幅系数，组装每个离散板的力和位移状态向量，提出了波动法一般表达式。将有限板的点激励力转化成线激励力，根据提出的波动法表达式推导了有限尺寸T型、十型等不同结构型式在点力下的稳态响应，采用MATLAB编程计算结构的振动功率流，通过有限元数值计算验证波动法的半解析解的收敛性、高效性及准确性。 根据板-加肋条的不同耦合连续性假设，建立板-欧拉梁、板-板-欧拉梁、板-附加质量体、板-离散质量四种耦合运动力学模型，采用波动法MATLAB编程，计算耦合有限板的振动功率流，探讨结构刚度和惯性矩对振动功率流传递的影响。板上布置多个离散质量点，将点质量通过级数展开转化成线质量，多个质量点综合作用可以看成多个线质量的线性叠加，线性叠加的有效性通过有限元法数值解得到验证。 采用波动法分别求解Poisson-Kirchhoff经典薄板和Mindlin中厚板的振动控制方程，振动功率流计算结果表明，在全频域范围内，面内剪切和转动惯量对结构功率流都有影响。损耗因子不存在时的功率流数量级较小，可以忽略。损耗因子存在时，除了峰值频率区域，主动功率流随着损耗因子的增大而增大。低频范围内，弯曲波功率流比面内波功率流数量级大，面内振动功率流可以忽略；在进行结构声学设计时，板连接角尽量处于90o-150o之间，此角度范围内，结构产生阻抗匹配，利于振动功率流的衰减。 |
| 作者： | 漆琼芳 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 喻敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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