水下航行器复合材料上层建筑声振特性研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文水下航行器复合材料上层建筑声振特性研究硕士研究生：马建强指导教师：郎济才研究员学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造论文主审人：庞福振副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文水下航行器复合材料上层建筑声振特性研究硕士研究生：马建强指导教师：郎济才研究员学位级别：工学硕士学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADisse

2、rtationfortheDegreeofM.EngResearchonVibrationandAcousticRadiationCharacteristicsofUnderwaterVehicleSuperstructurewithCompositeSandwichPanelCandidate:MaJian-qiangSupervisor:Prof.LangJi-caiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringDesignandConstructionofNavalArchitectureSpe

3、cialty:AndOceanStructureDateofSubmission:January.2018DateofOralExamination:March.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明

4、确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。

5、本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日水下航行器复合材料上层建筑声振特性研究摘要相对于传统钢质材料，复合材料由于具有比强度高、声学性能优、可设计性强等优点，已在水下航行器结构中得到广泛应用。而结构辐射噪声作为衡量水下航行器战斗力和生命力的重要指标，是各种声学探测武器的主要目标，同时也是干扰主动声呐工作的主要因素。对于水下航行器这类大型复杂结构而言，其上层建筑采用复合材料夹芯结构后的水下振动声辐射特性，直接影响着水下航行器的声学性能及

6、人员的舒适安全性。因此，开展水下航行器复合材料上层建筑声振特性的研究具有重要的理论价值和工程背景，本文以复合材料上层建筑声振特性作为研究目标，遵循理论分析与工程应用相结合的研究思路，开展水下航行器复合材料上层建筑声振特性的研究分析。首先讨论适用于剪切变形理论的复合材料夹芯板力学性能计算分析方法，通过理论分析与算例验证，确定复合材料夹芯板的有限元建模方式，即采用壳单元分层建模方式进行复合材料夹芯板数值分析模型的建立。然后基于声固耦合有限元分析技术，进行结构水下辐射噪声数值分析，并开展加筋圆柱壳水下辐射噪声测试试验，验证声固耦合有限元法的有效性，

7、为水下航行器复合材料上层建筑声振特性的研究奠定理论基础。依托上述复合材料夹芯板分层建模技术，并结合结构网格划分要求与无限域流场截断技术，完成复合材料上层建筑数值计算分析模型的建立。基于声固耦合有限元分析法，分别从空气中振动特性、水下振动特性及水下辐射噪声特性三个方面，进行钢质材料、声学材料及复合材料上层建筑壳板结构振动声辐射特性的对比分析。研究发现：上层建筑结构采用复合材料后，有利于改善水下航行器结构振动声辐射性能。在上述分析结果的基础上，本文继续采用声固耦合有限元分析法，通过改变壳板厚度、连接结构厚度、普通加强筋等结构参数，对复合材料上层建

8、筑水下振动声辐射特性随之变化的规律进行探索分析。同时，指导复合材料上层建筑结构声学性能优化方案的提出和甄选，完成复合材料上层建筑水下振动声辐射特性的优化设计，为水下