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潜艇典型舱段结构声学优化设计研究
| 论文题名： | 潜艇典型舱段结构声学优化设计研究 |
| 关键词： | 潜水艇;典型舱段;振动传递特性;阻抗失配原理;减振降噪;优化设计 |
| 摘要： | 潜艇由于具有隐蔽性和突发攻击能力而成为现代海军的主战力量,提高潜艇的声隐身性能,对于增强其综合作战能力具有事半功倍的效果,历来受到各国海军的高度重视。传统减振降噪设计是设置弹性支撑或阻尼物质,这属于柔性隔振,但实际应用中,某些设备或结构在运行时不允许自身有大的变形,同时,为了保证结构强度和水密性,钢板之间焊接得十分牢固,此时必须研究使用刚性隔振技术,目前国内这方面的系统研究很少。为此,本文开展了以下研究工作。 采用波动分析法,根据不均质结构中的阻抗特性和波型转换,研究了振动噪声在潜艇典型结构中的传递特性,并以此为切入点,通过将十字型、错开十字型和阶梯型组合板结构形式引入潜艇典型结构设计、在振动噪声主传递途径上布设刚性阻振质量、敷设吸振覆盖层等方式来阻隔振动噪声主分量的传递,初步给出了具有高传递损失特性的潜艇典型基座、舱壁和舷间连接结构。 根据潜艇典型舱段的结构特点建立了参数化的结构模型,基于结构动力学优化设计理论,在满足重量、尺度、强度和安装要求等约束下,进一步构造了潜艇典型基座、舱壁和舷间连接结构形式的动力学优化模型,进行了以潜艇舱段振动特性为目标函数的动力学优化设计。 将刚性阻振质量引入振动噪声在潜艇典型基座、舱壁和舷间连接结构中的主传递途径,根据结构动力学优化设计理论,在不过度增加潜艇舱段总重量和尺度、不破坏舱段结构强度等的前提下,对阻振质量的截面尺寸、布设位置等进行了基于离散变量的动力学优化设计。 根据声学边界元法对比分析了高传递损失基座、舱壁和复合托板结构对潜艇典型舱段结构振动声辐射特性的影响,验证了优化设计方法的有效性,为潜艇的减振降噪设计提供新的思路。 |
| 作者： | 王强勇 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 杨志国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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