船舶舾装复合结构声学性能分析方法及应用

针对船舶典型舾装复合结构,基于传递矩阵法构建声学性能分析模型,建立舾装复合结构隔声量及吸声系数分析方法,并通过声学试验验证了分析方法的可靠性。在此基础上,以某型水面舰船为例,探究了舾装复合结构对舱室噪声的影响规律。结果表明:基于传递矩阵法计算船舶舾装复合结构声学性能有效可行;敷设舾装复合结构后报务室和集控室降噪效果明显,分别达到2.2 dBA和2.5 dBA。     

声学材料表面铺层对船舶舱室噪声影响研究

针对船舶舱室噪声控制问题,开展声学材料表面铺层对船舶舱室噪声控制效果的影响研究。首先,基于传递矩阵方法建立声学材料微观声学性能分析模型,分析典型舾装声学材料吸隔声性能参数,并将理论计算结果与阻抗管试验值进行了对比,验证理论分析方法的有效性;其次,基于本文方法开展不同表面铺层对声学材料微观声学性能的影响研究,总结船舶舾装声学材料不同表面铺层吸隔声特性规律。最后,以某船舶实尺度舱室噪声测试值为基准,采用统计能量法探究考虑声学材料表面铺层与否对船舶舱室噪声的影响。研究表明,传递矩阵法可用于船舶舾装声学材料微观声学性能分析,表面铺层的存在将改变声学材料微观声学性能,并进一步影响船舶舱室噪声控制水平。     

加压声学覆盖层声学性能测试—声阻抗方法

文章建立了一种基于声阻抗传递矩阵方法的加压声学覆盖层声学性能测试方法.测量得到的声阻抗矩阵用于计算声学覆盖层吸声系数与隔声量.对声阻抗测试装置包括声管、声源、背衬和水听器布置等进行了详细介绍.通过测量均匀材料样品声阻抗对测试装置进行了验证,通过测试声学覆盖层样品计算吸声系数与隔声量,并与理论计算结果进行对比,对声阻抗方法进行了试验验证.     

半无限基衬上功能梯度材料层结构声学性能研究

基于回传射线矩阵法,研究了平面声波入射下半无限弹性基衬上功能梯度材料层的水下声学性能。将功能梯度材料层沿厚度方向上分层,各子层视为均匀材料,并推导了流-固界面处及功能梯度层与基衬界面处的声波局部散射矩阵及各分层的相位偏移矩阵,然后组装得到关于各分层材料波幅的总体矩阵方程,最终求解功能梯度材料层的反射系数及吸声系数。通过数值计算分析了材料参数沿厚度指数型式变化的功能梯度材料层的材料梯度、入射角、基衬材料参数等因素对吸声系数的影响规律。分析结果表明半无限介质上的功能梯度材料层结构实现了由表层材料向基衬材料参数的渐变,对中高频声波具有较宽频的吸声性能;弹性基衬材料主要影响功能梯度层结构的低频吸声性能,基衬材料的特性阻抗与水越接近有利于提高低频段吸声性能。     

远洋客船玻璃结构声学特性研究

以远洋客船玻璃结构为研究对象,对远洋客船舱室窗户玻璃结构和阳光房玻璃结构的声学特性进行研究。利用统计能量法建立单层玻璃和聚乙烯醇缩丁醛(Palyvinyl Butyral, PVB)夹胶玻璃的声学模型,基于VA One软件仿真其隔声量,结合不同频段隔声特性和平均隔声量的大小总结3种玻璃在不同结构参数下的隔声规律。研究结果表明：PVB夹胶玻璃的隔声性能在全频段内都要优于等厚度的单层玻璃;PVB夹胶厚度每增加1 mm,其平均隔声量增加0.12 dB。考虑到工程实际,最终选取玻璃组合厚度为6 mm和16 mm,中间空气层厚度为8 mm,平均隔声量为56.04 dB。     

低温环境对船舶舾装材料声学性能的影响

为探究低温环境对船舶舾装材料声学性能的影响,以敷设铝箔玻璃棉的模拟舱室为研究对象,开展不同温度下模拟舱室隔声性能研究,给出了声源白噪声激励和风机激励下不同温度、湿度梯度模拟舱室隔声性能测试结果。在此基础上,基于统计能量法,以铝箔玻璃棉微观声学性能测试结果为输入参数,开展了模拟舱室隔声效果仿真计算,验证了铝箔对模拟舱室隔声量的影响效果。结果表明,铝箔玻璃棉在低温下的隔声性能优于常温,且隔声效果随频率升高差异更加显著     

复合隔声结构声学性能研究综述

复合隔声结构在船舶舱室壁板、船舶海洋平台舾装和机械设备等隔声领域应用广泛,文章对复合隔声结构的理论模型相关研究文献进行了总结,综述了包括复合层合板、多层板腔、阻尼材料、声学超材料及结构、吸声材料及结构等复合隔声结构的声学性能与应用,同等面密度的复合隔声结构与传统隔声结构的隔声量相比可提高4 dB以上。与此同时,展望了复合隔声结构的发展趋势和技术难点,为复合隔声结构设计和相关性能的研究及应用提供了参考。     

内覆防水吸声层的海水消声器声学性能计算

对内部进行了防水吸声处理的海水消声器进行了声学计算,提出了分析此类问题的数值仿真方法：首先运用分层媒质理论对含空腔防水吸声层的声学性能进行计算,利用ANSYS建立海水消声器的三维有限元模型,导入SYSNOISE软件中并将防水吸声层的吸声系数及表面声阻抗作为边界阻抗计算消声器内部声场的声压分布以及传递损失。对某内覆防水吸声层的海水消声器的声学特性进行了数值计算和分析,研究结果对提高含防水吸声结构海水消声器的降噪效果具有重要意义。     

舰船舱室噪声综合预报及声学优化设计

应用统计能量分析方法分析某船典型舱段舱室噪声,从船舶舱室噪声的传递途径入手,找到船舶舱室噪声主导传递途径、主导分量,开展典型舱室噪声综合预报,探索船舶典型舱室振动噪声的优化设计方案,在此基础上,提出典型舱室噪声的减振降噪措施。     

求解任意分支结构动力学问题的传递矩阵方法

介绍了一种求解任意分支结构动力学问题的传递矩阵方法。对于包含任意分支结构的系统首先选择一条主传递路径,然后根据各子分支的影响确定主传递路径上分支点前后状态向量间的传递矩阵,再由主传递路径上其余单元的传递矩阵,按照链式系统传递矩阵方法求解结构动力学问题。与以往的传递矩阵方法求解过程相比,新方法具有变量自由度数少、求解过程简单和推导结果适用范围广等特点,可以求解多种含分支结构的弹性系统的动力学问题。最后用部分算例验证了方法的正确性。     

填料改性IPN复合隐身材料声学性能试验研究

在互穿网络聚合物高分子隐身材料中加入填料,制成阻尼的复合隐身材料;对填料种类、填料尺寸及填料含量改性互穿网络聚合物隐身材料的声隐身性能进行试验研究,得出8％云母填料改性能获得较好的低频吸声性能;采用均匀设计试验与多元回归分析相结合的方法对混合填料改性互穿网络聚合物复合隐身材料体系进行优化设计,获得较好的声隐身性能。     

船舶声学建模和阻尼结构对舱室噪声影响研究

利用基于统计能量分析方法的商用软件AutoSEA2,对船舶结构进行三维声学建模.计算分析表明:在激励源所在舱室敷设阻尼材料,不会明显降低此舱室噪声,但对其它舱室有降噪作用,并且自由阻尼材料比约束阻尼材料效果更好;在非激励源舱室敷设阻尼材料,能起到降噪作用,并且约束阻尼材料比自由阻尼材料效果更好.而后探讨不同声学模型对船舶舱室噪声影响:空气噪声激励对激励所在舱室声腔子系统噪声响应影响显著,结构噪声激励则对远离激励的舱室声腔子系统影响比较明显;加筋板结构对船舶舱室降噪略有作用;船舶舱底是否加载压载油、水,对船舶舱室噪声无明显影响.     

船舶声学包性能及配置优化设计北大核心CSCD

[目的]声学包是通过对基体材料、阻尼材料、吸声材料和隔声材料的组合设计,完成预定降噪效果的声学部件,是未来船舶舱室低噪声设计的关键技术。[方法]提出一种声学包性能评估的统计能量数值模型,用于解决船用声学包设计与快速评估问题。建立声学包选型及其在舱室中的配置优化设计模型及数学列式,采用遗传算法求解声学包选型与配置优化问题。[结果]通过实例,验证了所提出模型及设计方法的有效性。[结结论]研究成果对于实现声学包优化设计工作的标准化和程序化,有效减少声学包降噪设计成本具有参考价值。     

基于SEA的船舶螺旋桨横振传递路径分析及降噪研究

采用统计能量分析(Statistical Energy Analysis, SEA)对某船螺旋桨轴横振在到舱室中产生的噪声进行了仿真,在图论框架下将SEA系统等效为赋权有向图,求解中高频振动能量传到舱室的主要传递路径。使用偏离算法从赋权图中得到了500条传递权重最大的路径,从而确定螺旋桨振动传递到主机舱和集控室的主要路径。分析结果显示,螺旋桨横振激励主要通过二层甲板的与横舱壁的耦合传递到船首方向的舱室产生噪音,双层底和船壳对振动传递影响较小。在传递路径结构和耦合连接处采取的降噪措施可使集控室的噪声在各频段降低3 dB。     

船舶结构复合阻尼材料减振性能实验研究

研制了一种自粘性复合阻尼减振胶板,在-30~60℃宽温域内,材料的平均损耗因子达到0.35。采用单点激励振动模态实验方法,研究了复合阻尼材料对船舶模型振动模态阻尼比的影响。采用动力设备运行模拟激励实验,研究了复合阻尼材料对船舶模型结构的阻尼减振效果。结果表明,粘贴复合阻尼材料后,船舶模型在500Hz范围内的模态阻尼比增加了6倍,船舶底舱结构的平均减振效果达到5dB,船舶甲板结构的平均减振效果达到6~11dB。实验研究结果对于船舶薄壁结构的阻尼减振设计具有参考价值。     

船舶基座中复合减振结构应用实验研究

在船舶基座结构中设计了粘贴粘弹性阻尼层、插入空心阻振结构和填充颗粒等单一减振结构及多种复合减振结构基座结构振动加速度导纳为评价指标,采用振动传递实验对比研究了各种减振方式的减振效果。实验结果表明,粘贴阻尼层在分析频率内减振效果明显,最大减振效果达到了10 d B;在基座结构中简单地插入阻振结构,不仅没有阻振效果,反而使得振动增强;复合减振结构的减振效果优于单一减振结构,所设计的复合减振方案的减振效果达到14.05 d B。研究成果对船舶基座结构声学设计具有参考价值。     

复合材料吸声系数的理论计算及性能分析

不同噪声环境中的降噪需求不同,为根据噪声频谱合理设计复合吸声材料,基于穿孔板及多孔吸声材料的吸声原理,提出了改进的声-电类比法,推导出复合吸声材料吸声系数的理论计算公式.利用该种计算方法,通过数值仿真深入分析复合吸声材料内外层穿孔率,多孔材料厚度,空腔变化对吸声性能的影响,分析表明第1层板穿孔率及多孔材料厚度影响较大.最后用声学实验对计算结果进行验证,表明改进的声-电类比法有效.     

复合材料吸声系数的理论计算及性能分析

不同噪声环境中的降噪需求不同,为根据噪声频谱合理设计复合吸声材料,基于穿孔板及多孔吸声材料的吸声原理,提出了改进的声-电类比法,推导出复合吸声材料吸声系数的理论计算公式。利用该种计算方法,通过数值仿真深入分析复合吸声材料内外层穿孔率,多孔材料厚度,空腔变化对吸声性能的影响,分析表明第1层板穿孔率及多孔材料厚度影响较大。最后用声学实验对计算结果进行验证,表明改进的声-电类比法有效。     

基于大变位板桩墙结构实测位移的m值反演分析

针对大变位板桩结构,基于竖向弹性地基梁传递矩阵法,将同一土层的板桩墙进行竖向分段计算,建立了求解m值的不动点法迭代格式。依据长江下游地区3个典型工程中板桩墙水平位移的实测结果,反演得出相应工程场地粉质黏土、粉砂土的m值取值范围。基于反演得到的m值计算的位移与现场实测数据吻合较好,土体m值随深度的增加也相应增大,一定深度后趋于稳定。最后综合研究得出,长江下游类似工程场地的粉质黏土、粉砂土m值取值范围分别为2 700~3 400 kN/m~4和2 000~2 800 kN/m~4。     

复合结构的隔声构件性能对比分析

在柴油发电机组外安装隔声罩以降低噪声,改善机舱工作环境。该文就几种常用的隔声、吸声及阻尼材料进行组合,制成几个复合结构的隔声构件,通过对性能试验结果分析,确定一种切实可行的隔声措施,以指导隔声构件的设计。