有限长加筋双层圆柱壳低阶模态声辐射性能分析

采用Fl櫣gge壳体方程描述圆柱壳体的振动,通过将加筋结构等效为反力和反力矩加在圆柱光壳表面上,然后将其引入到壳体振动方程中去.采用Helmholtz波动方程和壳体表面的边界条件来求解位于内层壳和外层壳之间的环形流体,并利用傅氏变换,可以求出声压的表达式,理论结果用辐射声功率和辐射效率的形式表示,详细研究了低阶模态的辐射声功率和辐射效率,说明低阶模态对声辐射起主要作用.分析了壳体的固有模态、激励力和声辐射三者之间的关系,这为用主动控制方法降低有限长加筋双层圆柱壳的振动噪声,提供了理论依据.     

粘弹性阻尼材料对环肋圆柱壳声辐射的影响

本文用能量法研究了覆盖粘弹性阻尼材料的环肋圆柱壳在流场中的声辐射特性，将阻尼材料用耗散的无质量弹簧来处理，讨论了阻尼材料的刚度和损耗因子对壳体声辐射的影响。     

粘弹性阻尼材料对环肋圆柱壳声辐射的影响

本文用能量法研究了覆盖粘弹性阻尼材料的环肋圆柱壳在流场中的声辐射特性，将阻尼材料用耗散的无质量弹簧来处理，讨论了阻尼材料的刚度和损耗因子对壳体声辐射的影响。     

水下部分覆盖阻尼材料圆柱壳的声辐射性能

利用模态展开技术和Green函数法研究了部分敷设阻尼材料的有限长圆柱壳在流场中的声辐射特性。圆柱壳两端简支，并连有无限长的刚性圆柱障板；阻尼覆盖层用无质量的粘弹性弹簧模拟。在圆柱壳的模态运动方程中，外流场和阻尼覆盖层都会导致强烈的模态耦合效应。计算了圆柱壳表面的辐射声功率和辐射声压，讨论了阻尼覆盖层面积对声辐射的影响。结果表明圆柱壳部分覆盖阻尼层后，由于声漏效应，壳体声辐射与光壳相比会增强。     

水下复杂壳体的声学相似性研究

采用有限元和球函数相结合的方法,建立水下复杂壳体——两端带半球壳的弹性圆柱壳的振动、耦合振动和声辐射方程,运用方程分析法,导出水下复杂壳体的振动、耦合振动和声辐射的相似关系,根据建立的相似关系实现对壳体的振动响应和声辐射的预报．运用大型有限元软件ANSYS对具有相似关系的模型和原型的振动响应和声场进行数值分析,算例表明,该方法切实可行并且为预报水下大型复杂结构体的振动响应和耦合声场提供了一种简洁、实用的研究方法．     

有限长圆柱壳体声辐射特性影响因素研究

以水下简支薄壳为研究对象，对外力激励下有限长圆柱壳体声辐射特性的影响因素进行了研究.考虑有限长圆柱壳体与声场之间的互耦合，并讨论它们之间的互辐射阻抗对壳体的辐射声压级和表面振动均方速度级的影响，着重分析了壳体的纵横比以及材质对圆柱壳体声辐射特性的影响.数值计算结果表明,结构与声场之间的互辐射阻抗对壳体的辐射声压级有一定的影响，但是对表面振动均方速度级的影响很小；壳体厚度对声辐射特性的影响比长度对声辐射特性的影响更为明显；材质对声辐射特性的影响是不可忽略的因素.     

基于改进傅里叶级数方法的旋转功能梯度圆柱壳振动特性分析

通过在功能梯度圆柱壳结构两端引入轴向、环向、径向和径向旋转四组约束弹簧刚度,统一考虑了的弹性约束边界条件,将功能梯度材料特性表示成沿壳体厚度方向的连续性变化,根据Love薄壳理论,采用改进傅里叶级数方法和Rayleigh-Ritz法相结合,推导得到旋转功能梯度圆柱壳自由振动的频率计算方程。通过计算分析,模拟了任意边界条件,研究了弹性边界约束对旋转功能梯度圆柱壳结构自由振动频率的影响。结果表明:边界约束刚度对于功能梯度圆柱壳结构固有频率敏感影响区域不同,径向弹性约束对频率影响较明显,环向弹性约束其次,轴向弹性约束对频率影响较小,而径向旋转弹性约束对频率几乎无影响。     

鱼雷结构振动与声辐射的统计能量分析

针对鱼雷壳体振动引起的辐射水声将直接影响到鱼雷的声隐身性能,且其振动还会传递至声换能器基阵,影响声换能器的正常工作,从而影响鱼雷的自导精度和距离的问题,对鱼雷壳体的中、高频振动和声辐射问题,应用统计能量分析法建立了水下鱼雷壳体的统计能量分析模型,结合算例研究了鱼雷壳体的振动与声辐射特性,得出了有用的结论.事实表明,该方法能有效地应用在鱼雷壳体结构的振动与声辐射特性分析上,具有较强的工程适用性和可操作性.     

内部声激励下圆柱壳低阶模态声振特性研究

针对舱室空气噪声引起水下航行器的外辐射噪声问题,基于Flügge薄壳理论和Helmholtz波动方程,推导了机械点力源和内部点声源激励下有限长单层圆柱壳的振动方程,分析了声腔结构对声源辐射能量的影响,并通过数值仿真对比分析了机械点力源和内部点声源激励下圆柱壳低阶周向模态声振特性和传递损失。数值计算结果表明:机械点力源激励下,各阶周向模态均影响壳体的振动特性;内部点声源激励下,壳体振动主要由低阶周向模态主导,其声辐射效率更高,能量传递损失更大。该研究结果对水下航行器声学设计具有一定的参考价值。     

一种预报水下任意形旋转壳体振动和声辐射的近似方法

本文运用有限元/DAA2/边界元相结合的方式给出一种数值预报任意形水下旋转壳体振动和声辐射的近似方法.藉助DAA2近似,导出表面声压和位移的关系;采用修正的模态分解法求解流体——壳体耦合振动方程.以水下椭球壳振动和声辐射问题为例,在宽频率范围内对其计算结果的可靠性进行考察.结果表明,除水下壳体的本征频率处外,有限元/DAA2/边界元方法的精度是可接受的.该方法在研究水下壳体在宽频范围内的振动和声辐射时可大大降低数值计算量.     

圆柱壳体近场辐射噪声预报与实验研究

针对由复杂壳体结构振动引起的近场辐射噪声进行理论计算与测量比较困难的现状,引入波数分解法与虚源叠加法,利用壳体表面振速来预测近场声压.根据解析计算结果,采用波数分解法分析了不同的预测面及阵元数对预测结果的影响,采用虚源叠加法分析了虚源位置及阵元数对预测效果的影响.结果表明,在加速度阵元数目较多的情况下,波数分解法预测效果较好,在阵元数目较少的情况下,虚源叠加法的预测效果较好;运用波数分解法进行预测时,沿轴向布放加速度计比沿周向布放预测效果好;采用虚源叠加法的预测效果受虚源位置的影响,虚源距离预测面有一个最优值.利用水下圆柱壳体表面布阵试验所测表面振速结果对近场声场声压进行了预测,经预测结果与实测结果对比,验证了上述结论的正确性.     

应力参数对圆柱壳声辐射影响的初探

对加筋圆柱壳由于肋骨数目改变所引起的结构应力参数变化对辐射噪声的影响进行了探索．运用Ansys软件建立不同结构参数的加筋圆柱壳有限元模型，计算了模型在激振力作用下的耦合振动响应，提取结构表面的位移，在Sysnoise软件中计算各种声学物理量．得到了各工况下模型在水下受激振动时的结构表面速度、水中辐射声压和辐射声功率等分布规律．找出了肋骨数目改变引起的结构应力参数与加筋圆柱壳振动和结构声辐射之间的关系，对舱段结构振动与噪声的控制有重要的参考意义．     

空气中纵向加肋混凝土圆柱壳的结构噪声辐射分析

城市高架轨道箱形梁产生以低频噪声为主的结构噪声对周边建筑物的安全、精密仪器的正常使用、沿线居民的日常生活等均造成了很大的影响。为探求轨道箱形梁结构噪声产生的机理,研究了空气中无限长纵向加肋混凝土圆柱壳。考虑流固耦合作用,利用波数域法和传递矩阵法研究了耦合系统的声辐射特性,并分析了观察点位置、外激励幅值、结构阻尼、纵向肋骨数量等参数变化的影响规律。结果表明：增加纵向肋骨的数量,可以有效降低混凝土圆柱壳的振动和结构噪声。可为实际工程中管道结构的减振降噪研究和轨道箱形梁结构噪声的理论研究提供基础。     

相位共轭法进行水下圆柱壳辐射声场的识别研究

为了研究水下工程结构辐射声场的识别问题,基于相位共轭方法采用离散阵元对水下有限长圆柱壳的辐射声场识别进行了数值仿真计算.采用不同的阵列形式分别在近场和远场对圆柱壳表面声压、法向速度、辐射声功率和声强进行了识别及重构误差分析,并讨论了激励频率变化对重构结果的影响.数值计算结果表明:只有在近场采用圆柱形阵列形式并基于声压梯...     

考虑桥面板振动的桥梁结构低频噪声分析

桥梁结构在车辆的动力作用下,将产生振动并辐射低频噪声,这种低频噪声对人体健康有很大的危害。针对这一问题,提出了一种基于桥面板振动的桥梁低频噪声预测方法,主要包括考虑桥面板振动的车桥耦合振动、桥面板辐射声波以及空气波传播分析。以一座辐射低频噪声较强的钢桥为对象,分别采用基于桥面板振动和基于梁格振动的方法计算了结构振动与噪声,并与实测值进行了对比。结果表明,基于桥面板振动的预测更为准确。在此基础上,探讨了降低桥梁低频噪声的方法,结果表明,降低桥面粗糙度可以降低桥梁低频噪声,但当达到ISO极好路面标准后,进一步降低粗糙度产生的效果不明显;对端横梁用混凝土进行加强是一种简便有效的降低桥梁低频噪声的方法。     

复杂锥柱结构中频水下声辐射特性研究

验证了基于波动理论的FE-SEA混合法计算复杂结构中频水下声辐射的可行性,对复杂锥柱结构的中频水下声辐射特性进行了研究,讨论了载荷作用位置及内外壳板厚对其声辐射的影响,研究表明载荷作用于内壳时,其辐射声压最小;增大内壳厚度相比于增大外壳厚度能更有效的减小圆柱壳声辐射.     

传递矩阵-边界元方法预报水下旋转薄壳振动和声辐射

本文从弹性力学的有矩薄壳理论和声学的亥姆霍兹积分形式解出发,提出以传递矩阵-边界元方法数值预报水下任意形弹性旋转薄壳受谐和力激励下振动和声辐射.文中以水下球壳作为典型模型对计算程序进行了验证计算,并以流线形壳体尾部受激振动为例,对其辐射声指向性进行了数值预报和实验测量,计算结果与实验结果基本吻合.从而表明这种数值预报方法在工程上的可行性.     

无限长粘弹性圆柱壳中的功率流

本文利用富里叶积分变换导出了无限长自由阻尼粘弹性圆柱壳受迫振动的行波解,并分析了外载荷输入无限长粘弹性圆柱壳中的功率和功率流沿此圆柱壳的传播。比较了弹性壳和粘弹性壳中的功率流,和两种不同厚度的粘弹壳的减振效果。本文计算结果可供结构振动设计时参考。