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船舶板式结构振动及声辐射特性研究
| 论文题名： | 船舶板式结构振动及声辐射特性研究 |
| 关键词： | 船舶板式结构;振动特性;声辐射特性;有限单元模型 |
| 摘要： | 舰船上许多基本结构都是由板或者加筋板组成，轻/重流体加载下结构的振动和声辐射特性有很大不同，因而研究其在流场中受激振动后的动力响应及声辐射特性对舰船的生命力和使用性具有重要意义。本文基于Mindlin理论建立了四节点有限元板壳单元模型，并以此为基础完成了以下工作： 本文结合弹性力学有限元理论和结构动力响应理论，对以Mindlin板弯曲理论为基础建立的有限单元模型进行了相关研究。采用板式结构作为研究对象，应用模态分析理论和结构动力响应分析方法计算了各阶振动模态及单点激励下的传递函数，通过对其本点传递函数和跨点传递函数的变化趋势进行对比，研究得出各阶振动模态对总体振动的影响以及激励位置不同对传递函数的影响。 假设流体为静止的理想流体，采用耦合有限元/边界元法，分别将流体视为可压缩和不可压缩两种情况，将流体的动压力转化为附加质量的形式代入结构动力学方程，建立了无限大刚性障板上平面结构的流固耦合振动方程，探讨了流体的可压缩性对其加载下的结构振动固有特性以及振动响应的影响。利用Rayleigh表面积分的边界元法推导了基于结构表面振速的辐射声功率的表达式，从能量的角度定义声辐射阻尼为振动周期内系统以声波辐射形式耗散的能量与系统振动总能量之比，由此引出声辐射阻尼表达式，结合算例探讨了可压缩性、流体介质、板厚、激励位置以及加筋方式的不同对结构振动和声辐射特性的影响。 从声辐射模态的角度来研究声辐射问题，以无限大刚性障板上的简支板为研究对象，把辐射算子矩阵进行特征值分解得到声辐射模态振型，将辐射声功率转化为各阶模态辐射声功率的加权和，辐射算子矩阵进行特征值即为加权系数，并以此为基础推导了模态辐射功率、模态辐射阻尼以及模态辐射效率的计算方法，此后引入振动模态并将其与声辐射模态相结合，讨论了各阶振动模态下所对应的主导模态。 |
| 作者： | 毛程亮 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 洪明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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