船舶板式結(jié)構(gòu)振動(dòng)及聲輻射特性研究.pdf

1、艦船上許多基本結(jié)構(gòu)都是由板或者加筋板組成，輕/重流體加載下結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和聲輻射特性有很大不同，因而研究其在流場(chǎng)中受激振動(dòng)后的動(dòng)力響應(yīng)及聲輻射特性對(duì)艦船的生命力和使用性具有重要意義。本文基于Mindlin理論建立了四節(jié)點(diǎn)有限元板殼單元模型，并以此為基礎(chǔ)完成了以下工作：
　　 本文結(jié)合彈性力學(xué)有限元理論和結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)理論，對(duì)以Mindlin板彎曲理論為基礎(chǔ)建立的有限單元模型進(jìn)行了相關(guān)研究。采用板式結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象，應(yīng)用模態(tài)分析理論和結(jié)

2、構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析方法計(jì)算了各階振動(dòng)模態(tài)及單點(diǎn)激勵(lì)下的傳遞函數(shù)，通過(guò)對(duì)其本點(diǎn)傳遞函數(shù)和跨點(diǎn)傳遞函數(shù)的變化趨勢(shì)進(jìn)行對(duì)比，研究得出各階振動(dòng)模態(tài)對(duì)總體振動(dòng)的影響以及激勵(lì)位置不同對(duì)傳遞函數(shù)的影響。
　　 假設(shè)流體為靜止的理想流體，采用耦合有限元/邊界元法，分別將流體視為可壓縮和不可壓縮兩種情況，將流體的動(dòng)壓力轉(zhuǎn)化為附加質(zhì)量的形式代入結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程，建立了無(wú)限大剛性障板上平面結(jié)構(gòu)的流固耦合振動(dòng)方程，探討了流體的可壓縮性對(duì)其加載下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)固有

3、特性以及振動(dòng)響應(yīng)的影響。利用Rayleigh表面積分的邊界元法推導(dǎo)了基于結(jié)構(gòu)表面振速的輻射聲功率的表達(dá)式，從能量的角度定義聲輻射阻尼為振動(dòng)周期內(nèi)系統(tǒng)以聲波輻射形式耗散的能量與系統(tǒng)振動(dòng)總能量之比，由此引出聲輻射阻尼表達(dá)式，結(jié)合算例探討了可壓縮性、流體介質(zhì)、板厚、激勵(lì)位置以及加筋方式的不同對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)和聲輻射特性的影響。
　　 從聲輻射模態(tài)的角度來(lái)研究聲輻射問(wèn)題，以無(wú)限大剛性障板上的簡(jiǎn)支板為研究對(duì)象，把輻射算子矩陣進(jìn)行特征值分解得到聲