基于波傳播法的聲場-圓柱殼耦合系統(tǒng)靜動態(tài)性能研究.pdf

1、本論文“基于波傳播法的聲場-圓柱殼耦合系統(tǒng)靜動態(tài)性能研究”是國家自然科學(xué)基金資助項目(項目編號：40976058)和高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金資助項目(項目編號：20120142110051)的部分內(nèi)容。論文研究的目標(biāo)是，基于波傳播的方法，分別對計及預(yù)應(yīng)力作用的水下圓柱殼失穩(wěn)臨界載荷，和計及預(yù)應(yīng)力作用的充液圓柱殼的輸入能量流，進行理論分析和試驗研究。
　　論文首先介紹了水下圓柱殼失穩(wěn)臨界載荷的研究發(fā)展概況，概括了加筋圓柱殼的理

2、論分析方法，回顧了圓柱殼的輸入能量流以及聲輻射研究領(lǐng)域的進展。
　　論文的第二部分對靜壓下計及預(yù)應(yīng)力的水下光殼和水下環(huán)肋圓柱殼的彈性失穩(wěn)臨界載荷進行了研究?；诓▊鞑シ?，建立了水下有限長光殼和水下有限長環(huán)肋圓柱殼的自由振動模型，得到了計及靜水壓力的水下光殼和水下環(huán)肋殼的耦合振動方程。并通過數(shù)值分析方法，得到水下光殼和水下環(huán)肋殼的彈性失穩(wěn)臨界載荷。
　　接下來以水下縱橫加筋圓柱殼為研究對象，對其在靜壓下的彈性失穩(wěn)臨界載荷進行了

3、研究。運用波傳播法及“剛度均攤法”，建立了水下縱橫加筋圓柱殼的自由振動模型，得到了計及預(yù)應(yīng)力的水下縱橫加筋圓柱殼的耦合振動方程，進而得到水下縱橫加筋圓柱殼的固有頻率和彈性失穩(wěn)臨界載荷，為圓柱殼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)臨界載荷的無損預(yù)報提供了一種新的方法。
　　為了能通過抑制能量流的輸入來達(dá)到減振降噪的目的，本文對受周向余弦點激勵作用的計及預(yù)應(yīng)力的充液光殼的輸入能量流進行了理論研究。考察了在點激勵力作用下，圓柱殼的輸入能量流隨內(nèi)壓值的變化關(guān)系，得出

4、了內(nèi)壓對圓柱殼能量流的輸入有抑制作用的結(jié)論；同時，分析了在給定內(nèi)壓時輸入能量流隨頻率的變化關(guān)系，可為工程設(shè)計提供理論依據(jù)。
　　緊接著論文對第四章所討論的理論模型給出具體的試驗驗證。用力激振器來激發(fā)產(chǎn)生周向余弦點激勵，加速度傳感器采集加速度信號，阻抗頭采集激振點處的力信號和加速度信號，最后通過動態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將數(shù)據(jù)進行互譜分析。試驗中，采用沙箱消除了端部反射，模擬無限長圓柱殼，并運用互相關(guān)函數(shù)評估了端部反射效應(yīng)。采用Matlab編

5、程得到該充液光殼的輸入能量流。與第四章中給出的理論解進行對比，理論值與試驗值趨勢大體上是一致的，吻合良好，驗證了第四章理論分析的正確性。
　　論文比較全面的提出了一種水下圓柱殼結(jié)構(gòu)彈性失穩(wěn)臨界載荷的理論分析方法，并將其應(yīng)用范圍拓展到水下環(huán)肋殼和水下縱橫加筋圓柱殼，與文獻(xiàn)對比結(jié)果證實了本文方法的準(zhǔn)確性，為水下圓柱殼結(jié)構(gòu)彈性失穩(wěn)臨界載荷的無損預(yù)報提供了一種新的方法。同時，建立了受點激勵作用的充液光殼的輸入能量流研究模型，并通過試驗驗證