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橡胶表面波减隔振机理初探

振动工程学报 2024年

作者：秦宇璇李海超汤旸江沛庞福振哈尔滨工程大学船舶工程学院

针对船舶设备振动低频连续谱减隔振难题，提出一种基于表面波能量衰减的基座结构减振方法。以橡胶-玻璃钢耦合振动系统为例，基于有限元法分析了橡胶表面波效应的减振特性，初步探究了橡胶厚度、杨氏模量、阻尼系数等参数对表面波减振... 详细信息

针对船舶设备振动低频连续谱减隔振难题，提出一种基于表面波能量衰减的基座结构减振方法。以橡胶-玻璃钢耦合振动系统为例，基于有限元法分析了橡胶表面波效应的减振特性，初步探究了橡胶厚度、杨氏模量、阻尼系数等参数对表面波减振特性的影响规律，并开展了橡胶表面波减振特性试验验证该减振方法的有效性。研究结果表明：表面波效应具有良好的减振效果，且在高频效果更为显著；表面波减振效果随介质厚度增加而增强，但并非完全正相关；随着介质杨氏模量的减小，减振效果有显著增强；增大阻尼有利于表面波减振效果的提升；与全覆盖橡胶层相比，在隔振基础上局部覆盖橡胶层具有更优的减振效果。

关键词：表面波橡胶振级落差波型转换有限元法

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分布式声学黑洞浮筏系统隔振性能研究

振动与冲击 2022年第13期41卷 75-80页

作者：赵楠王禹陈林庞福振驻上海地区第八军事代表室上海200011 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

为进一步提高浮筏系统隔振性能,提出分布式声学黑洞浮筏隔振系统。首先根据声学黑洞结构特点,提出将单个声学黑洞分解为4个小尺寸声学黑洞的分布式声学黑洞方案;其次,采用有限元法,开展分布式声学黑洞方案对平板结构以及典型筏架结构振... 详细信息

为进一步提高浮筏系统隔振性能,提出分布式声学黑洞浮筏隔振系统。首先根据声学黑洞结构特点,提出将单个声学黑洞分解为4个小尺寸声学黑洞的分布式声学黑洞方案;其次,采用有限元法,开展分布式声学黑洞方案对平板结构以及典型筏架结构振动响应的影响研究,并与单个声学黑洞方案进行对比分析,建立分布式声学黑洞浮筏系统有限元模型;最后,探究分布式声学黑洞浮筏系统的隔振性能以及对船舶舱段机械噪声的影响。研究表明,相比单个声学黑洞,分布式声学黑洞浮筏具有更好的低频隔振性能,能够有效降低舱段的机械噪声水平。

关键词：声学黑洞浮筏隔振分布式:机械噪声

圆柱壳振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法及特性分析

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国防科技大学学报 2023年第4期45卷 136-146页

作者：庞福振郑嘉俊高聪李海超张明哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对圆柱壳结构瞬态声振特性分析研究不足,结合Newmark-β积分法和Kirchhoff时域边界积分方程,提出一种圆柱壳受迫振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法。基于一阶剪切变形理论和微元法思想,建立了圆柱壳振动声辐射分析模型,采取Jacobi多... 详细信息

针对圆柱壳结构瞬态声振特性分析研究不足,结合Newmark-β积分法和Kirchhoff时域边界积分方程,提出一种圆柱壳受迫振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法。基于一阶剪切变形理论和微元法思想,建立了圆柱壳振动声辐射分析模型,采取Jacobi多项式和Fourier级数表示轴向和周向位移容许函数,基于Rayleigh-Ritz法和Newmark-β积分法计算圆柱壳的受迫振动时域响应,在此基础上,基于Kirchhoff积分方程求解辐射噪声时域响应,分析圆柱壳受迫振动声辐射特性。与有限元方法/边界元方法数值结果对比表明,该方法具备收敛性好、精度高等优点,圆柱壳结构声振响应峰值随边界条件的刚度变弱存在左移现象,振动声辐射响应随厚度的增加呈现下降趋势;当随机载荷峰值频率与结构固有频率接近时,结构声振响应出现强特征线谱。

关键词：圆柱壳振动声辐射 Jacobi多项式半解析法时域边界元

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复杂边界条件下半球壳受迫振动响应分析

振动工程学报 2023年

作者：庞福振张明高聪郑嘉俊李海超哈尔滨工程大学

基于半解析法求解得到中厚半球壳的稳态振动与瞬态振动响应。基于一阶剪切变形理论推导球壳结构能量表达式，引入J acobi多项式和傅里叶级数表示半球壳结构的轴向和径向位移，利用R itz法得到半球壳的稳态振动响应，有限元对比结果验证... 详细信息

基于半解析法求解得到中厚半球壳的稳态振动与瞬态振动响应。基于一阶剪切变形理论推导球壳结构能量表达式，引入J acobi多项式和傅里叶级数表示半球壳结构的轴向和径向位移，利用R itz法得到半球壳的稳态振动响应，有限元对比结果验证了本文方法的有可行性。在此基础上，对半球壳在不同边界条件、截顶角和壳体厚度等因素下稳态振动与瞬态振动特性规律进行总结分析。

关键词：半解析法半球壳稳态振动瞬态振动

可压缩涡流场中空泡运动规律及声辐射特性研究

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物理学报 2013年第11期62卷 328-337页

作者：叶曦姚熊亮张阿漫庞福振哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

基于可压缩流体力学基本理论,通过边界积分方程,采用不同表面压力模型,求解空泡在计及可压缩性的涡流场中的运动规律;通过表面离散及坐标变换,采用Kirchhoff动边界积分方程,将空泡表面视为运动变形边界,作为直接噪声源,获得涡流场中空... 详细信息

基于可压缩流体力学基本理论,通过边界积分方程,采用不同表面压力模型,求解空泡在计及可压缩性的涡流场中的运动规律;通过表面离散及坐标变换,采用Kirchhoff动边界积分方程,将空泡表面视为运动变形边界,作为直接噪声源,获得涡流场中空泡运动产生的时域声压分布;分析了涡流场参数对空泡运动规律及声辐射特性的影响.研究结果表明:计及流场可压缩性,空泡的脉动幅度会随时间减弱,辐射声压幅值随之减小;空泡在涡流场中会发生延展、颈缩、撕裂,并在撕裂后子空泡中形成射流;当流场中的压力减小时,空泡运动过程中的最大半径与撕裂前的最大长度逐渐增加,且当流场中压力较小时,空泡撕裂时形成的子空泡增多;空泡辐射声压的指向性较弱,撕裂会使辐射声压产生突变,形成极大峰值;随着涡通量的增大或空泡数的减小,空泡脉动周期及其诱导的辐射声压波动周期随之延长,辐射声压峰值逐渐滞后并减小.本文结果旨在为涡流场中空泡运动规律及声辐射特性的相关研究提供参考.

关键词：可压缩涡流场空泡声辐射

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声学覆盖层对潜艇抗水下爆炸能力的影响研究

振动与冲击 2011年第4期30卷 103-108页

作者：庞福振姚熊亮哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

为提高潜艇的隐身性能,潜艇壳体表面常敷设声学覆盖层结构。声学覆盖层常设有各类空腔等特殊结构形式,在受到水下爆炸冲击波时,空腔很容易产生变形并吸收能量,对潜艇的抗冲击性能产生影响。采用复合板单元的等效方法,针对敷设声学覆盖... 详细信息

为提高潜艇的隐身性能,潜艇壳体表面常敷设声学覆盖层结构。声学覆盖层常设有各类空腔等特殊结构形式,在受到水下爆炸冲击波时,空腔很容易产生变形并吸收能量,对潜艇的抗冲击性能产生影响。采用复合板单元的等效方法,针对敷设声学覆盖层的潜艇的抗冲击性能进行研究,得到了声学覆盖层对潜艇破坏环境、冲击环境的影响规律。研究表明,声学覆盖层将增加艇体结构对冲击波能量的吸收,使潜艇的破坏环境变坏,并使潜艇典型部位的设计冲击谱增大,但随着声学覆盖层的敷设方式不同,典型部位的设计冲击谱变化也各不相同。

关键词：声学覆盖层潜艇水下爆炸爆炸冲击波抗冲击性能

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一种分析周期加筋板声辐射的高效方法

声学学报 2013年第3期38卷 338-345页

作者：金叶青庞福振姚熊亮叶曦哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

为了研究周期加筋板的声辐射特性,建立了一种计算水中周期加筋板在简谐点力作用下的远场辐射声压的高效方法。该方法借助于傅里叶变换法只要先将耦合系统的声振方程,加强筋的弯曲和扭转运动方程,声学波动方程和耦合边界条件转换到波数域... 详细信息

为了研究周期加筋板的声辐射特性,建立了一种计算水中周期加筋板在简谐点力作用下的远场辐射声压的高效方法。该方法借助于傅里叶变换法只要先将耦合系统的声振方程,加强筋的弯曲和扭转运动方程,声学波动方程和耦合边界条件转换到波数域中,联合求解得到一组关于平板横向位移的无限大耦合代数方程组,再将该方程组截断成有限大小由数值方法求出波数域中的位移响应,便可结合稳相法得到远场辐射声压。与现有方法给出的结果对比发现二者完全吻合,验证了本文方法的有效性;通过数值方法研究了激励力位置、板厚,加强筋间距和宽度对周期加筋板声辐射特性的影响,得到了具有实际意义的结论。

关键词：周期加筋板声辐射特性高效方法代数方程组傅里叶变换法耦合边界条件辐射声压耦合系统

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设备对船体结构的激励力及其应用研究

工程力学 2012年第7期29卷 283-290页

作者：庞福振姚熊亮缪旭弘贾地哈尔滨工程大学水下机器人国防重点实验室中国人民解放军92857部队

针对以不平衡力为主的设备台架试验激励力向实船的转换方法进行研究,推导给出了设备对船体结构的激励力公式,并提出了设备与船体耦合振动分析的简化方法。将设备-隔振器-安装基础视为多自由度振动系统,基于振动理论,建立了设备与安装基... 详细信息

针对以不平衡力为主的设备台架试验激励力向实船的转换方法进行研究,推导给出了设备对船体结构的激励力公式,并提出了设备与船体耦合振动分析的简化方法。将设备-隔振器-安装基础视为多自由度振动系统,基于振动理论,建立了设备与安装基础耦合振动的分析模型,得到了设备向安装基础传递的激励力计算公式;在此基础上,给出了设备向船体结构传递激励力的计算公式,提出了设备与船体结构耦合振动分析的简化方法,并验证了方法的正确性。研究表明:设备对船体结构的激励力不仅与设备激励力密切相关,还与设备质量、隔振器刚度及阻尼、船体结构刚度等密切相关;所提的设备与船体结构耦合振动简化方法具有较高精度,可满足工程要求。

关键词：设备船体结构振动激励力简化方法隔振器

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结构外声场的映射变阶波包络无限元法

船舶力学 2014年第7期18卷 856-863页

作者：苏楠庞福振姚熊亮哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

基于径向形函数可任意变阶的映射波包络声学无限元法,以无限长圆柱壳体为研究对象,用数值计算方法对其结构外声场进行研究分析,并与其解析解进行对比,结果表明:两者之间能够较好地吻合,从而验证了映射变阶波包络声学无限元法在计算结构... 详细信息

基于径向形函数可任意变阶的映射波包络声学无限元法,以无限长圆柱壳体为研究对象,用数值计算方法对其结构外声场进行研究分析,并与其解析解进行对比,结果表明:两者之间能够较好地吻合,从而验证了映射变阶波包络声学无限元法在计算结构声辐射中的可行性,且具有效率高、精度好等优点。在此基础上,本文还讨论虚拟极点位置对声辐射的影响,通过对比四极子极点偏心声压值发现:极点存在偏心时,对实际工程问题有不利影响,但随声学无限单元阶数的增加,误差会减小。

关键词：映射变阶波包络法声学无限元虚拟极点声辐射