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水中阻尼复合箱体结构的振动声辐射特性研究

声学学报 2006年第4期31卷 342-349页

作者：邹元杰赵德有大连理工大学船舶工程系大连116024

基于结构有限元法和声学边界元法,建立弹性层-粘弹性层-外部声场耦合声振数值计算模型,对敷设阻尼材料的壳体结构在水中的振动声辐射性能作了系统的研究。研究结果表明:敷设粘弹性阻尼层使结构振动响应和声辐射水平明显降低, 其减振降... 详细信息

基于结构有限元法和声学边界元法,建立弹性层-粘弹性层-外部声场耦合声振数值计算模型,对敷设阻尼材料的壳体结构在水中的振动声辐射性能作了系统的研究。研究结果表明:敷设粘弹性阻尼层使结构振动响应和声辐射水平明显降低, 其减振降噪的效果与阻尼层的几何尺寸、物理参数和外激励频率有关;同未敷设阻尼层的弹性结构相比,敷设粘弹性材料的方箱结构在水中的振动响应,受流体可压缩性的影响不大,同时,不同流体边界条件(自由液面和刚性壁面)的影响也相对减弱。

关键词：振动声辐射辐射水平箱体结构阻尼材料特性研究结构振动响应粘弹性层复合数值计算模型声辐射性能

泵喷分布式脉动压力激励下泵喷艇体耦合系统振动声辐射

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振动与冲击 2021年第18期40卷 1-9页

作者：黄修长苏智伟师帅康饶志强华宏星上海交通大学振动、冲击、噪声实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对suboff艇后泵喷推进器分布式脉动压力激励下的泵喷-轴系-艇体耦合系统振动声辐射响应计算和特性分析开展研究。建立计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模型利用剪切应力输运(shear stress transfer,SST)k-ω模型进行... 详细信息

针对suboff艇后泵喷推进器分布式脉动压力激励下的泵喷-轴系-艇体耦合系统振动声辐射响应计算和特性分析开展研究。建立计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模型利用剪切应力输运(shear stress transfer,SST)k-ω模型进行suboff艇后泵喷推进器表面脉动压力的计算,利用耦合有限元法(finite element method,FEM)建立泵喷-轴系-艇体耦合系统动力学模型,结合自编径向基函数插值程序获得表面脉动压力在泵喷结构湿表面的空间分布,利用边界元法(boundary element method,BEM)计算泵喷-轴系-艇体耦合系统的声辐射特性。对泵喷-轴系-艇体的耦合模态特性、传递力、辐射声功率和指向性等开展分析。结果表明:声辐射以转子表面脉动压力的贡献为主;二阶轴频以上,纵向脉动压力的贡献占优;泵喷激励下,振动声辐射主要特征频率包括激励力特征线谱、艇体的纵振模态、转子同相振动模态(呼吸模态)、转子-轴系一阶纵振模态等;导管和定子脉动压力激励下振动声辐射响应峰值出现在叶频(blade passing frequency,BPF)和2倍叶频处,量级和转子表面脉动压力激励处于同一量级,但其和转子表面脉动压力共同作用时,由于相位相互抵消,响应幅值并没有显著增大。研究结果可为泵喷-轴系-艇体耦合系统振动声辐射的控制提供指导。

关键词：泵喷分布式脉动压力泵喷-轴系-艇体耦合系统模态振动声辐射

改进的半空间频率均方声压法计算结构频带振动声辐射

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声学学报 2019年第1期44卷 106-115页

作者：高宏林黎胜孟春霞大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室运载工程与力学学部船舶工程学院大连116024 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 水下测控技术重点实验室大连116013

为计算中高频半空间结构频带振动下声辐射问题,推导了基于能量源的半空间频率均方声压法(Frequency Averaged Quadratic Pressure, FAQP),并提出了改进的半空间FAQP法,克服了半空间FAQP法在失效频率下解不唯一的问题。频率带宽为4 Hz的... 详细信息

为计算中高频半空间结构频带振动下声辐射问题,推导了基于能量源的半空间频率均方声压法(Frequency Averaged Quadratic Pressure, FAQP),并提出了改进的半空间FAQP法,克服了半空间FAQP法在失效频率下解不唯一的问题。频率带宽为4 Hz的刚性壁面作用下的脉动球和与自由表面相接触的脉动半球的声辐射数值计算,验证了改进的半空间FAQP法对解决失效频率下解不唯一问题的有效性。同时,刚性壁面作用下的脉动球和与自由表面相接触的脉动半球声辐射数值计算结果均表明,在1/3倍频程下,改进的半空间FAQP法与常规边界元方法相比,具有更高的计算精度,更适用于中高频计算。

关键词：振动声辐射空间频率声压法计算结构频带数值计算刚性壁面边界元方法

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基于预应力的高速列车车轮振动声辐射特性

中国铁道科学 2019年第6期40卷 86-94页

作者：韩立辜小安伍向阳刘兰华李晏良邵琳宣晓梅中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所北京100081

针对车轮的实际运行工况,将受轮轴过盈装配、轴重产生的轮轨静态力和车轮高速旋转产生的离心力作为车轮预应力;以复兴号高速动车组拖车车轮为例,先利用有限元软件ANSYS建立基于预应力的车轮非线性接触有限元模型,对其进行静力学分析、... 详细信息

针对车轮的实际运行工况,将受轮轴过盈装配、轴重产生的轮轨静态力和车轮高速旋转产生的离心力作为车轮预应力;以复兴号高速动车组拖车车轮为例,先利用有限元软件ANSYS建立基于预应力的车轮非线性接触有限元模型,对其进行静力学分析、模态分析和频响分析,再将有限元分析得到的车轮位移导纳结果作为振动声辐射耦合分析的边界条件,采用声学软件*** Acoustic建立车轮边界元模型,对比研究有无预应力下的高速列车车轮振动的声功率级、声辐射效率和声辐射指向性等声辐射特性。结果表明:基于预应力的车轮非线性有限元模型可相对准确地反映车轮的实际边界状态;由于考虑预应力,高速列车车轮的本征特性和振动响应均有所改变,直接影响车轮的振动声辐射特性,有无预应力下的振动声辐射特性具有显著差异,考虑预应力因素下进行高速列车车轮振动声辐射特性分析更准确。

关键词：高速列车车轮预应力振动声辐射轮轴过盈配合轮轨静态力

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

铁路车轮周向脊肋阻尼结构振动声辐射控制的初步探讨

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铁道学报 2010年第6期32卷 22-28页

作者：何宾肖新标金学松房建英西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为了弄清周向敷设脊肋式约束阻尼铁路车轮减振降噪机理,将铁路车轮简化成同样比例尺度的等厚圆盘,并在圆盘上敷设周向分布脊肋约束阻尼,分析其振动-声辐射特性。基于混合有限元-边界元法,建立了敷设约束阻尼结构的圆板系统振动-声辐射... 详细信息

为了弄清周向敷设脊肋式约束阻尼铁路车轮减振降噪机理,将铁路车轮简化成同样比例尺度的等厚圆盘,并在圆盘上敷设周向分布脊肋约束阻尼,分析其振动-声辐射特性。基于混合有限元-边界元法,建立了敷设约束阻尼结构的圆板系统振动-声辐射模型。其中,系统的振动响应由实体有限元模态叠加法计算得到,约束阻尼结构的阻尼效应通过结构模态损耗因子来考虑。进而将系统振动响应作为声学边界元的初始条件,用基于声学边界元法的软件SYSNOISE计算得到系统的声辐射。考虑到计算阻尼结构模态损耗因子的精度与计算耗时情况,对复特征值法和模态变形能法进行了分析比较。数值计算中,考虑了两种不同截面形式的周向脊肋及其布设位置对系统振动声辐射的影响。结果表明,周向脊肋对降低系统振动声辐射有积极作用,其效果与脊肋截面形状和布设位置有关。本文的分析为低噪声车轮的设计提供重要的参考。

关键词：轮轨噪声振动声辐射周向阻尼脊肋降噪

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混凝土薄板结构振动声辐射试验与分析

北京交通大学学报 2023年第1期47卷 155-162页

作者：罗锟江理超姜兴雷晓燕李琼华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心南昌330013 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室南昌330013

针对低频的结构振动声辐射问题,以几何尺寸为1.6 m×1.6 m×0.06 m的混凝土薄板为研究对象,在半消声室中采用单点激励的方法,试验研究了不同荷载幅值、频率、激励位置对混凝土薄板振动声辐射特性的影响,并通过正交试验设计,分析了混凝... 详细信息

针对低频的结构振动声辐射问题,以几何尺寸为1.6 m×1.6 m×0.06 m的混凝土薄板为研究对象,在半消声室中采用单点激励的方法,试验研究了不同荷载幅值、频率、激励位置对混凝土薄板振动声辐射特性的影响,并通过正交试验设计,分析了混凝土薄板结构辐射声压对激振荷载的敏感性.研究结果表明:随着激振力幅值的增大,混凝土薄板结构辐射的声压越大,且在激振幅值增大一倍时,结构振动加速度和声压也随之增大近一倍;第一阶模态固有频率对结构振动贡献最大,该频率下的结构噪声辐射值也最大;通过激励点位置在薄板对角线上的改变,发现激振点位置对于空间场点的声压影响明显,但远场点影响相对较小;以场点峰值声压作为指标,通过正交试验分析,确定激振频率对薄板结构声辐射的影响最大,激振幅值次之,激励位置影响最小.

关键词：混凝土薄板结构结构噪声振动声辐射敏感性分析试验研究

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阻尼贴片式高速列车车轮振动声辐射试验分析

应用声学 2019年第5期38卷 886-893页

作者：刘世亮张学飞王瑞乾常州大学城市轨道交通学院

为了研究辐板不同阻尼贴片装置对高速列车车轮的减振降噪效果,在半消声室内进行标准车轮与阻尼贴片式车轮自由状态下的振动声辐射试验研究,并基于有限元法对车轮模态进行了仿真计算。研究结果表明:施加辐板阻尼贴片后,两种阻尼贴片车轮... 详细信息

为了研究辐板不同阻尼贴片装置对高速列车车轮的减振降噪效果,在半消声室内进行标准车轮与阻尼贴片式车轮自由状态下的振动声辐射试验研究,并基于有限元法对车轮模态进行了仿真计算。研究结果表明:施加辐板阻尼贴片后,两种阻尼贴片车轮的固有频率与标准车轮相比变化不大,但对于频率在1600Hz以上各阶模态阻尼比显著增加。径向与轴向激励下的降噪效果均达到10dB(A)以上,可见两种阻尼贴片装置均具有良好的降噪效果。其中在增加了0.3mm铝合金薄板的情况下,W2车轮的降噪效果要略优于W1车轮,轴向激励下更加明显。

关键词：阻尼贴片振动声辐射模态高速列车车轮

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典型激励方式对船舶结构振动声辐射的影响

舰船科学技术 2020年第11期42卷 24-29页

作者：宋超赵岩刘江涛张乾坤高聪海军装备部装备项目管理中心北京100071 中国舰船研究院北京100192 哈尔滨工程大学黑龙江哈尔滨150001

船舶在航行过程中,船舶结构会受到各类复杂机械设备激励载荷作用,由于船用机械设备种类繁多,且运行方式各不相同,使得设备对于船舶结构的激励方式也不相同,根据设备振动机理,部分设备在运行过程中会产生不平衡激扰力或者不平衡激扰力矩... 详细信息

船舶在航行过程中,船舶结构会受到各类复杂机械设备激励载荷作用,由于船用机械设备种类繁多,且运行方式各不相同,使得设备对于船舶结构的激励方式也不相同,根据设备振动机理,部分设备在运行过程中会产生不平衡激扰力或者不平衡激扰力矩。针对典型设备激励载荷作用下船舶结构振动声辐射问题,本文以船舶舱段结构基准模型为例,使用声固耦合法,从"设备-基座-船舶结构"系统耦合振动角度出发,以船舶结构辐射噪声为考核量,探究了舱段结构在设备不平衡激扰力、不平衡激扰力矩、不平衡激扰力与力矩联合作用等典型设备激励载荷作用下辐射噪声的影响变化。

关键词：激励载荷振动声辐射声固耦合不平衡激扰力不平衡激扰力矩