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复合材料夹芯圆柱壳水下振声性能试验研究

材料导报 2019年第10期33卷 1728-1733页

作者：仝博李永清朱锡张焱冰海军工程大学舰船工程系武汉430033

为了评估复合材料夹芯圆柱壳的振动和声辐射特性,专门设计了一个复合夹芯圆柱壳模型以及一个等质量的钢壳作为对比模型,进行水下振动和声辐射试验。试验结果表明:吸声壳和钢壳前七阶固有频率测试值与有限元仿真结果吻合较好,说明了实验... 详细信息

为了评估复合材料夹芯圆柱壳的振动和声辐射特性,专门设计了一个复合夹芯圆柱壳模型以及一个等质量的钢壳作为对比模型,进行水下振动和声辐射试验。试验结果表明:吸声壳和钢壳前七阶固有频率测试值与有限元仿真结果吻合较好,说明了实验结果的可靠性。钢壳和复合材料壳频响测试曲线与数值仿真结果在低频段的吻合程度更高,且钢壳频响测试曲线与有限元计算曲线吻合程度优于复合材料夹芯壳。从复合材料夹芯壳的减振效果来看,试验测试平均减振18.3 dB,数值计算结果平均减振18.9 dB,说明该芯材壳体具有良好的阻尼性能。从复合材料夹芯壳低频段的吸声效果来看,八个方位角处声压级最大降幅为5.05 dB,平均降幅为2.28 dB,表明该复合材料夹芯圆柱壳能够有效抑制低频线谱噪声。

关键词：复合材料夹芯壳振动声辐射

基于移动脉动源格林函数的小水线面双体船耐波性频域计算

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上海交通大学学报 2018年第6期52卷 698-707页

作者：孙小帅姚朝帮熊鹰叶青海军工程大学舰船工程系武汉430033

基于三维移动脉动(3DTP)源格林函数,针对安装稳定鳍的小水线面双体船(SWATH),计入两片体之间的水动力干扰、黏性和稳定鳍的影响,建立了SWATH耐波性频域计算方法.通过与SWATH试验模型(SWATH-M)的试验结果对比,验证了计算方法的可靠性,进... 详细信息

基于三维移动脉动(3DTP)源格林函数,针对安装稳定鳍的小水线面双体船(SWATH),计入两片体之间的水动力干扰、黏性和稳定鳍的影响,建立了SWATH耐波性频域计算方法.通过与SWATH试验模型(SWATH-M)的试验结果对比,验证了计算方法的可靠性,进而研究了航速对SWATH-M耐波性的影响,并分析了黏性和稳定鳍对SWATH-M整船所受水动力的贡献.结果表明,基于3DTP的船体运动计算结果与试验结果吻合良好.船体的运动响应算子随波长变化呈现出双极值.随着航速提高,短波共振区附近的运动响应算子极值增大,而长波共振区附近的运动响应算子极值降低.黏性和稳定鳍对阻尼系数的影响主要体现在垂荡-垂荡阻尼系数和纵摇-纵摇阻尼系数上,对波浪干扰力的影响主要体现在垂荡力虚部和纵摇力矩实部.

关键词：小水线面双体船三维移动脉动源格林函数耐波性频域

基于三维移动脉动源格林函数的SWATH耐波性数值求解（英文）

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船舶力学 2018年第6期22卷 703-713页

作者：孙小帅姚朝帮叶青海军工程大学舰船工程系武汉430033

文章基于Bessho型三维移动脉动源格林函数(Three Dimensional Translating-pulsating Source Green Function,3DTP),开展了小水线面双体船(Small Waterplane Area Twin Hull,SWATH)耐波性数值求解方法研究,计入了对SWATH运动计算有较大影响的因素:两片体之间的兴波干扰、粘性阻尼和稳定鳍的影响。求解了SWATH-6A波浪中航行时的波浪力和纵向运动,通过与切片法结果和试验结果比较验证了计算方法。结果表明,基于3DTP的运动计算结果优于切片法结果,特别是纵摇运动预报较好,与试验值吻合更好。

关键词：小水线面双体船三维移动脉动源稳定鳍粘性阻尼耐波性

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多点复杂载荷作用下结构振动仿真与试验研究

振动与冲击 2018年第11期37卷 166-174页

作者：谢志勇周其斗潘雨村海军工程大学舰船工程系武汉430033

多点复杂载荷激励作用下舰船等结构的振动响应问题是进行声辐射问题求解的前提。以安装于基座面板上的激振电机作为激振源,振源与基座面板通过力传感器进行多点连接,分别使用力传感器和加速度计测量激振电机运转时输入至结构的激振力和... 详细信息

多点复杂载荷激励作用下舰船等结构的振动响应问题是进行声辐射问题求解的前提。以安装于基座面板上的激振电机作为激振源,振源与基座面板通过力传感器进行多点连接,分别使用力传感器和加速度计测量激振电机运转时输入至结构的激振力和安装点处的加速度值。采用MATLAB和LabVIEW两种编程语言混合编程,考虑相位差的影响,结合有限元法获取的传递函数,对多点激励下的振动响应进行仿真和试验研究。并探讨了结构在力型输入和加速度型输入条件下,多点激振的振动响应求解方法,试验研究的结果验证了多点激振时传递函数理论计算结果的正确性。对比研究结果表明采用力型输入所得结果与实验结果符合最好,且影响加速度型作为输入条件求解振动响应精度的因素多,并非参与运算的通道越多所得结果越好。

关键词：振动多点复杂载荷相位差力输入加速度输入试验研究

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舰船装甲防护结构抗弹道冲击的研究进展

中国造船 2018年第1期59卷 237-250页

作者：李典侯海量朱锡陈长海李茂海军工程大学舰船工程系武汉430033

高速破片群是舰船生命力的重要威胁,长期以来受到各国海军重视,在抗弹防护方面已开展了广泛的研究。参照舰船装甲防护的发展历程,论文回顾舰船依靠自身金属结构抗弹防护的研究成果,评述非金属材料在舰船抗弹防护领域的研究及应用现状,... 详细信息

高速破片群是舰船生命力的重要威胁,长期以来受到各国海军重视,在抗弹防护方面已开展了广泛的研究。参照舰船装甲防护的发展历程,论文回顾舰船依靠自身金属结构抗弹防护的研究成果,评述非金属材料在舰船抗弹防护领域的研究及应用现状,介绍近年来在使用复合装甲结构提高抗弹性能方面的研究进展,并对今后舰船装甲防护结构的研究及发展方向作了展望。

关键词：爆炸力学高速破片舰船装甲防护结构抗弹性能

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非均匀湍流中螺旋桨激振力宽频谱研究

西安交通大学学报 2018年第3期52卷 34-40页

作者：蒲汲君周其斗孟庆昌海军工程大学舰船工程系武汉430033

针对螺旋桨在湍流中的非定常激振力问题,提出了改进的相关性法,即在相关性法基础上,通过考虑螺旋桨抽吸作用导致的湍流涡拉伸变形的影响,引入3个方向的拉伸系数,推导出均匀和非均匀湍流中螺旋桨激振力宽频公式。研究结果表明:对于均匀湍... 详细信息

针对螺旋桨在湍流中的非定常激振力问题,提出了改进的相关性法,即在相关性法基础上,通过考虑螺旋桨抽吸作用导致的湍流涡拉伸变形的影响,引入3个方向的拉伸系数,推导出均匀和非均匀湍流中螺旋桨激振力宽频公式。研究结果表明:对于均匀湍流,使用10桨叶螺旋桨模型,采用改进的相关性法能较好地预报螺旋桨激振力宽频谱,特别是在叶频处与试验结果吻合较好;对于非均匀湍流,安置在螺旋桨前的导流片不会影响激振力宽频谱波峰的位置,该位置取决于叶频的大小。

关键词：螺旋桨相关性法激振力宽频谱

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尾后轴承刚度对潜艇结构声辐射特性的影响

船舶力学 2018年第2期22卷 235-247页

作者：刘文玺周其斗谭路张恺海军工程大学舰船工程系武汉430033

研究潜艇结构振动、声辐射特性随尾后轴承刚度改变的变化规律,对潜艇减振降噪具有十分重要的意义。从振源振动传递路径的声学设计的角度出发,以改变靠近螺旋桨的尾后轴承的刚度为具体措施,采用结构有限元法、结构有限元耦合流体边界元方... 详细信息

研究潜艇结构振动、声辐射特性随尾后轴承刚度改变的变化规律,对潜艇减振降噪具有十分重要的意义。从振源振动传递路径的声学设计的角度出发,以改变靠近螺旋桨的尾后轴承的刚度为具体措施,采用结构有限元法、结构有限元耦合流体边界元方法,以辐射声功率、湿表面均方法向速度作为衡量结构噪声辐射能力的主要衡量指标,系统地研究潜艇结构振动、辐射噪声谱峰频率和峰值的变化规律。从计算结果可以看出:在低频段,随着尾后轴承刚度的增大,谱峰频率明显向高频移动,第一峰值呈先减小后增大趋势,第二峰值呈明显增大趋势;尾后轴承刚度越小,除第一个谱峰频率附近的窄频带外,在整个计算频段范围内,振动和辐射噪声明显减小。因此,改变尾后轴承刚度,可以使谱峰频率向高频或低频移动,这样就能够使设备激振力的谱峰频率与结构振动及辐射噪声的谱峰频率错开,实现对辐射噪声的控制;降低尾后轴承刚度,在一定频段范围内,能够明显降低潜艇振动和辐射噪声。

关键词：尾后轴承刚度振动和辐射噪声谱峰频率振动传递路径

基于标准声源的有限水域试验场声传播特性试验研究

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振动与冲击 2017年第19期36卷 206-212,231页

作者：仪修阳周其斗谢志勇海军工程大学舰船工程系武汉430033

舰艇噪声控制实验中,为保证模型和实艇的声学相似性,增大模型比例是关键,实际上,大比例舰艇模型的声学实验很难在消声水池中进行,因此,天然有限水域试验场成为首选。在有限水域试验场中进行大型复杂结构的水下声振试验,声信号测量和数... 详细信息

舰艇噪声控制实验中,为保证模型和实艇的声学相似性,增大模型比例是关键,实际上,大比例舰艇模型的声学实验很难在消声水池中进行,因此,天然有限水域试验场成为首选。在有限水域试验场中进行大型复杂结构的水下声振试验,声信号测量和数据处理至关重要。天然有限水域边界条件未知,水文环境及声传播特性复杂,仿真难度高,增加了水声信号的处理难度。基于标准声源试验研究某有限水域试验场的声传播特性,实质上是把水下辐射声压级测量值归一到距标准声源单位距离处的声压级,采用AcTUP软件对试验场的沉积层声学特性和水位选取原则进行探究,并基于射线声学理论对声压级试验值和理论值的偏差进行非相干分析,从而得到试验场基本声学参数对声传播特性的影响规律。

关键词：有限水域标准声源水声信号处理射线声学理论非相干性分析声传播特性

夹芯复合材料T型接头弯曲疲劳损伤机制及剩余强度试验研究

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西安交通大学学报 2017年第9期51卷 125-130页

作者：周晓松梅志远张焱冰海军工程大学舰船工程系武汉430033

为了解夹芯复合材料T型接头在弯曲疲劳载荷作用下的损伤特征模式及剩余强度特性,以疲劳加载试验机和万能材料试验机为测试平台,开展了该型接头的弯曲疲劳试验以及疲劳加载前后的静力弯曲破坏对比试验。通过接头疲劳加载前的静力弯曲破... 详细信息

为了解夹芯复合材料T型接头在弯曲疲劳载荷作用下的损伤特征模式及剩余强度特性,以疲劳加载试验机和万能材料试验机为测试平台,开展了该型接头的弯曲疲劳试验以及疲劳加载前后的静力弯曲破坏对比试验。通过接头疲劳加载前的静力弯曲破坏试验,获取了结构初始破坏载荷并观测了损伤特征模式。试验研究结果表明,在弯曲疲劳载荷作用下,接头结构刚度呈现渐进退化特征且随疲劳载荷峰值的上升呈加速趋势,接头的疲劳损伤模式主要为水平基座夹芯板两侧简支边界位置泡沫芯材的剪切损伤,泡沫芯材力学性能的退化导致结构刚度的渐进式下降。进一步的试验结果对比分析表明,该型接头的疲劳安全峰值载荷可取为结构初始损伤载荷的70%,在疲劳安全峰值载荷范围内并经历105次弯曲疲劳循环后,接头的初始刚度和极限承载弯矩与疲劳承载前基本相当。

关键词：复合材料 T型连接弯曲载荷疲劳损伤剩余强度