錐-柱組合殼振動與聲輻射特性的半解析法分析.pdf

1、在進行潛艇振動及聲輻射研究中，潛艇中部可以簡化為圓柱殼，潛艇艉部則可以用截頂錐殼來模擬。本文以柱殼、錐殼、錐柱結合殼為研究對象，分析了其在空氣中、水中的振動及聲輻射特性。
　　本文首先從柱殼入手，采用解析波傳播法求解水中柱殼的振動，用數(shù)值搜索法解決了求解結構波數(shù)的難點，考慮了軸對稱及非軸對稱點激勵，即端部軸對稱軸向激勵、端部非軸對稱軸向激勵、端部徑向激勵、中部徑向激勵等，通過比較發(fā)現(xiàn)軸對稱激勵主要激起呼吸模態(tài)下的振動，而端部徑向激

2、勵主要激起彎曲模態(tài)下的振動。文中繼而分析了不同激勵下端板、柱殼外部流體、加筋、艙壁等對殼體振動響應的影響，其中加筋采用均攤法求解。
　　隨后，本文采用冪級數(shù)法求解錐殼的振動問題。本文將圓錐殼分割成多個圓錐殼段，再通過連續(xù)條件連接，以更好地處理振動隨圓錐殼半徑變化的變化。對于浸沒圓錐殼，將錐段上的外部流體載荷近似成以錐段平均半徑為半徑的圓柱殼體表面的外部流體載荷，采用以柱殼搜索結構波數(shù)為基礎的方法求解圓錐殼的流體載荷。文中分析了圓錐

3、殼參數(shù)，如邊界條件、半錐角、殼體厚度、殼體長度、環(huán)肋、外部流體等對其自由振動的影響，其中加筋仍采用均攤法求解。
　　在討論了圓錐殼的固有特性的基礎上，本文進而研究了圓錐殼的受迫振動及聲輻射。文中考慮了不同方向、位置的三種激勵，即端部母線方向激勵、端部法線方向激勵及中部法線方向激勵。本文同時采用單元輻射疊加法近似分析了錐殼的聲輻射特性，即將圓錐殼上的錐殼單元看作是包含這個單元的柱殼障板上的輻射單元來處理。在算例分析部分，本文對各影響

4、因素，如激勵、環(huán)肋、外部流體等對圓錐殼的振動響應及遠場聲壓的影響也進行了闡述。
　　接著，在前幾章圓柱殼及圓錐殼的振動分析研究的基礎上，本文通過三角變換，建立了錐殼和柱殼之間的連續(xù)條件，對錐柱結合殼的振動與聲輻射特性進行分析。考慮了圓錐殼端部、錐柱結合處、圓柱殼中部等四種不同方向的激勵，并同樣采用單元輻射疊加法求解錐柱結合殼的遠場聲壓。討論了激勵、外部流體、環(huán)肋、艙壁對錐柱結合殼的振動與聲輻射的影響。
　　最后，本文考慮以錐