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钢铝混合结构高速船声振传递分析与控制研究
| 论文题名： | 钢铝混合结构高速船声振传递分析与控制研究 |
| 关键词： | 钢铝混合结构;SEA法;振动噪声控制;结构声;声传递损失;高速船 |
| 摘要： | 船舶振动噪声问题一直受到人们的重视,尤其是高速船的振动噪声问题,其振动噪声水平比一般的货船要求更高。振动噪声问题会严重影响旅客和船员的舒适性,对其身心健康有一定的危害性,同时还会影响船上仪器设备的正常工作,甚至可能会危害船舶的结构安全。实践证明,在船舶建造完工之后再采取各种减振降噪措施,通常情况下只能局部解决问题,而且会大大增加船舶建造成本。如果在船舶设计阶段对船舶振动噪声特性进行研究及预报,提出相应的声学设计的方案,这样对改善高速客船的声学性能具有重要意义,同时也能缩短造船周期,节约成本。很多高速客船在建造的时候,为了减轻重量,提高航速等,采用钢铝混合结构,即主船体采用钢质,上层建筑采用铝质。钢铝混合结构不同于常规船舶结构,其声学性能具有自身的特点。本文以此为研究对象,就以下方面内容展开了研究。 首先研究加筋铝板、加筋钢板的隔声特性。运用统计能量分析方法,推导出加筋板声传输函数,采用VAOne中SEA模块对加筋铝板和加筋钢板声传输损失进行了研究,建立了加筋板隔声计算的通用模型。仿真结果与试验数据进行了比较,证明了本文采用的加筋板声传输计算模型来研究其隔声特性的有效性。在此基础上还分析相关参数对加筋铝板声传输的影响。这对船舶加筋板的隔声设计提供了一定参考,尤其对铝合金上层建筑舱壁和隔声护板的声学设计具有指导意义。采用波动理论对弹性波在线形和L形钢铝混合连接的传播规律进行理论分析,并利用matlab对传播参数进行了数值计算,计算的结果符合相关的科学规律以及与前人的研究结论相一致,研究得到钢铝混合结构连接弹性波传递的规律与匀质接头有较大差异性。在此基础上提出了一些增大振动弹性波传递损失的措施和建议。在振动控制方面主要采用模态法和有限元方法对阻尼被动控制优化展开研究。比较阻尼连续敷设和间断敷设的减振效果,分析了阻尼的敷设位置和厚度等参数对振动响应的影响,提出了优化方法,得到了相应优化目标下阻尼敷设的最佳位置和最佳厚度。在舱室噪声控制方面,首先分析了在声波传递路径上敷设自由阻尼和约束阻尼对船舶舱室噪声的影响,对三种常见的复合吸声材料的厚度对吸声效果的影响进行了研究,并对他们组合的多层吸声结构应用于实船后的舱室声压级做了预报,提出了几种较优的组合结构形式,并分析了他们的吸声频率特性。这些研究对结构的声学设计具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 林永水 |
| 专业： | 水声工程 |
| 导师： | 吴卫国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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