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(guān)鍵技術(shù),在安靜型潛艇設(shè)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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(shè)吸聲覆蓋層的潛艇殼體模型為平面多層結(jié)構(gòu):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(jié)構(gòu),包括與結(jié)構(gòu)相鄰的流體,取一個單元建立有限元模型,用結(jié)構(gòu)、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(guān)系,通過研究諧振吸聲時材料內(nèi)空腔的變形圖及材料內(nèi)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?qū)χC振的影響.研究了潛艇敷設(shè)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(xué)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(nèi)、不同溫度的材料復(fù)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(nèi)的材料復(fù)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(shù)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,