加筋板和含气泡粘弹性材料水下隔声性能

kaola1992

船舶振动和噪声问题日益受到重视。加筋板壳结构大量应用于船舶结构中，研究板壳结构的振动声辐射特性对于振动噪声控制具有普遍的意义。另一方面，阻尼技术是解决舰船振动和噪声问题的十分有效的技术，特别是对于含空腔或者微粒的粘弹性材料，以往的研究主要集中在吸声性能的研究上，隔声研究的报道比较少。针对如上问题，主要工作如下： （1）运用格林函数法，得到了板-闭空间耦合系统的共振频率，分析了其与非耦合条件下板和闭空间各自共振频率的关系，强调了板与闭空间模态密度对系统耦合性的影响，并结合有限元计算和实验研究进行分析，探讨了辐射效率、声桥、吻合频率以及阻尼对隔声特性的影响。 （2）利用广义自洽法，得到两相材料和三相材料等效模量的显式表达式。再利用分层介质中的波理论，将等效参数带入至传递矩阵中计算材料的隔声性能。计算结果表明，空腔及微粒使材料的等效损耗因子变小，同时改变材料的声阻抗，隔声性能是声阻抗与损耗因子相互作用的结果。 （3）针对水下含气泡橡胶材料的隔声性能进行了研究。利用Kelvin-Voigt粘弹性模型，得到材料动态等效体积模量、等效剪切模量及等效纵波声速随频率变化的关系；通过传递矩阵法数值计算、分析了不同孔隙率、孔径的情况下，材料的隔声性能、等效声速的变化。仿真结果表明，气泡的孔径、孔隙率的变化对复合材料的隔声性能都有显著的影响。该结果对水下隔声材料的设计有一定的参考意义。