含负泊松比超材料构件的潜艇振动与声辐射性能分析

利用负泊松比超材料在减振降噪方面的优良性能,将其应用于潜艇动力设备舱舱段的结构设计。将该舱段双层壳间实肋板改为负泊松比超材料肋板,既降低因动力设备引起的振动与噪声,又能使结构重量降低。通过建立潜艇有限元模型分析水下振动及辐射噪声,调整超材料肋板的胞元板厚,对比研究不同质量约束下超材料肋板与实肋板设计的舱段外壳振动加速度级;使用耦合间接边界元方法计算了潜艇辐射声功率级及声压辐射指向性,通过与实肋板机舱段结构的潜艇结构对比,负泊松比超材料肋板在总合成声功率上表现出更好的降噪性能。采用含负泊松比超材料能够更好的阻隔动力设备机械振动向外壳的能量传递,论证了负泊松比超材料肋板在实际工程中的应用价值及前景。