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周期结构浮笩设计及隔振性能研究
| 论文题名： | 周期结构浮笩设计及隔振性能研究 |
| 关键词： | 船舶噪声;桁架浮筏;周期结构;宽频减振;隔振性能 |
| 摘要： | 浮筏作为连接动力设备和船体结构的重要通道，其动力学特性对船体振动与辐射噪声有至关重要的影响。振源设备、浮筏与船体结构构成一个弹性耦合系统，设计不良的浮筏对振源激励的隔离可能失效，甚至使船体结构的振动与声辐射加强，这对于船舶噪声控制，特别是潜艇声隐身和安全性将会产生不利影响。因此，研究设计高效隔振浮筏具有重要的现实意义。 本文结合“973”重大安全基础研究项目，在总结前人研究成果的基础上，借鉴周期结构的相关理论，采用数值仿真分析和实验研究相结合的方法，开展了新型周期浮筏的设计、分析和实验研究。 论文的主要内容包括： 第一章介绍了研究背景和意义、周期结构以及浮筏研究的国内外现状，并给出论文的研究内容。 第二章对周期结构的振动特性和计算方法进行了详细的介绍和讨论。首先介绍了周期结构的两种计算方法，即波导有限元法和子结构迭代综合法，在此基础上研究了几种简单周期结构的传播波特性、受迫振动以及带隙特性，并与解析解和有限元分析结果进行比较，验证了方法的有效性。这部分研究内容是为周期结构浮筏的设计计算寻找合适的方法。 第三章对周期结构的带隙特性进行了分析与验证，并提出新型浮筏的设计。首先根据周期结构浮筏的可能实现型式，提出了曲梁和桁架两种结构实现方案，运用有限元法计算其动力学特性，并通过实验初步验证了曲梁和桁架结构所具有的带隙特性。在此基础上，设计了曲梁浮筏和桁架浮筏，借助商用有限元软件研究了两种浮笩的振动传递特性，并初步研究了桁架浮筏性能优化问题。仿真结果表明：曲梁和桁架浮筏具有良好的带隙特性，可以用于实际的浮筏结构，而且桁架浮筏可以通过调节节点质量来优化结构的隔振性能。 第四章运用频响函数综合法研究了桁架浮筏系统的振动传递特性。本章首先运用该方法分析了传统浮筏隔振系统的动力学特性，并将其与有限元法进行比较，验证了方法的有效性，然后利用频响函数综合法研究了桁架浮筏系统的振动传递特性，并与传统浮筏系统的仿真结果进行比较，结果表明周期结构桁架具有良好的高频减振特性，桁架浮筏系统的隔振效果要好于传统浮筏。 第五章运用实验方法研究了浮筏隔振系统的隔振性能，首先建立了桁架浮筏隔振系统的实验模型，通过实验测试验证了周期桁架浮筏良好的高频减振特性，并与传统浮筏的隔振测试结果进行对比，结果表明桁架浮筏系统具有更加良好的宽频减振性能。 第六章对论文工作进行了总结，并指出了需要进一步深入研究的问题。 |
| 作者： | 况成玉 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 张志谊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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