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典型船体结构振动传递特性及抑制措施研究
| 论文题名： | 典型船体结构振动传递特性及抑制措施研究 |
| 关键词： | 船体结构;振动传递;阻振质量 |
| 摘要： | 随着吨位和自动化水平的提高，船用设备的规模和功率越来越大，由此所产生的振动与噪声引起了一系列问题，如降低声隐身性、居住舒适性等。目前针对空气声传播规律的研究已经比较成熟，而振动在结构中的传递特性相对复杂。船体是由钢板和梁焊接而成的大型不规则复杂结构，本文从实际船体结构中抽象出简化的理论模型，使用波动法对典型船体结构的振动传递特性及抑制措施展开了研究。 基于“简单到复杂，无限到有限结构”的思想。本文首先研究了半无限长单接头和多接头船体结构的振动传递特性，结果表明：振动波在接头处不仅发生了透射和反射，而且可能出现波型转换，振动能量的分配和转换关系由结构形式和波阻抗决定；多接头船体结构的各个转角可以看成是独立的次生振源，其发出的振动波会有限长结构中发生干涉叠加产生驻波，在纵向或者弯曲共振频率附近，部分结构中会出现能量“富集”的现象。然后分别研究了阻振质量和阻尼对振动传递的抑制特性，阻振质量在高频能产生高传递损失，作用类似“低通滤波器”，其特征频率和高频特性由阻振质量和平板的特征阻抗共同决定；多级阻振质量继承了单级阻振质量在高频抑制弯曲波能量传递的特性，但在穿透频率下会明显降低传递损失；阻尼不仅能够有效的衰减振动能量，还具有明显的削峰作用。最后分析了简化舱段结构振动抑制措施，利用阻振质量的阻振和阻尼层的减振特性，对比它们不同布置方案的抑振效果；根据阻振质量和阻尼层各自的优点，提出阻振质量结合阻尼层的复合抑制措施，既弥补了阻振质量存在穿透频率的不足，有效的拓宽了阻振频带；又增加了阻尼层的减振效果。这对船体结构声学设计具有一定的指导意义。 除了理论推导和数值分析，本文还在各章使用有限元法建立阻抗边界来模拟无限长结构的无反射边界，对简化模型进行了数值验证，有限元法与解析法结果基本吻合，验证了本文理论方法的正确性。这为船体结构振动抑制提供了理论分析和数值试验的基础。 |
| 作者： | 陈琦 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 陈美霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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