复合材料蛋形耐压壳声辐射特性研究

为了研究复合材料蛋形耐压壳的水下声辐射问题，以等容积、均匀厚度蛋形耐压壳为研究对象，通过强度和屈曲分析确定耐压壳厚度，采用有限元和无限元方法建立声固耦合计算模型，分析材料类型、激励点位置、蛋形系数、复合材料的厚度与缠绕角等设计参数对辐射噪声的影响，最后提出一种复合材料和金属材料组合蛋形耐压壳概念方案并分析了辐射噪声。研究结果表明：沿着蛋形曲线的法线方向激励时，复合材料蛋形耐压壳的中高频辐射噪声特性要优于钛合金耐压壳；碳纤维蛋形耐压壳的厚度对辐射噪声几乎无影响；当缠绕角取±50°时，蛋形壳的质量和辐射噪声相对较低；随着蛋形系数增大，相同激励点产生的辐射噪声逐渐降低；在钝端采用金属封头后，可显著降低钝端激励引起的辐射噪声。研究结果可为低噪声复合材料仿生耐压壳的结构设计应用提供参考。