水聲吸聲覆蓋層理論與實驗研究.pdf

1、吸聲覆蓋層是潛艇隱身的一項關鍵技術,在安靜型潛艇設計中占有十分重要的地位.本文對諧振腔式潛艇吸聲覆蓋層的吸聲機理進行了理論研究;采用動態(tài)粘彈譜測試儀對吸聲材料參數(shù)進行了實驗測試;利用寬帶脈沖壓縮信號測量法,對具有一定內部結構的吸聲覆蓋層大樣進行了自由場實驗測試研究.理論研究中,敷設吸聲覆蓋層的潛艇殼體模型為平面多層結構:表面層為均勻粘彈性材料;中間為一有孔的粘彈性材料層,孔呈周期分布;基底層為鋼板(模擬單層殼體潛艇)或兩層鋼板之間夾一水

2、層(模擬雙層殼體潛艇).采用了有限元法進行數(shù)值研究.對這種雙周期分布的結構,包括與結構相鄰的流體,取一個單元建立有限元模型,用結構、流體和界面單元對其進行有限單元網(wǎng)格離散.數(shù)值研究分析了潛艇吸聲覆蓋層的諧振特性與聲吸收的關系,通過研究諧振吸聲時材料內空腔的變形圖及材料內的位移分布分析了諧振吸聲的物理機制.研究了吸聲材料后面的邊界條件、空腔的形狀以及聲波入射方向對諧振的影響.研究了潛艇敷設吸聲覆蓋層模型的聲反射特性與去耦特性.研究了空腔的

3、形狀尺寸、分布密度、材料參數(shù)等對吸聲與去耦性能的影響.吸聲材料的動態(tài)力學特性參數(shù)測試利用了動態(tài)粘彈譜測試儀,直接測試的是較低頻帶內、不同溫度的材料復模量數(shù)據(jù),利用高聚物的時-溫等效原理,將測試數(shù)據(jù)等效為水聲頻帶內的材料復模量數(shù)據(jù).對吸聲覆蓋層大樣聲反射系數(shù)的實驗測試采用了寬帶脈沖壓縮信號測量法.該方法利用信號處理技術對水聲發(fā)射換能器的發(fā)射信號進行了壓縮,使換能器發(fā)射的聲信號頻帶展寬,從而實現(xiàn)了寬帶測量,并可以去掉樣品邊緣衍射聲場的干擾,