螺旋桨船舶振动辐射噪声分析.ppt

推进器激励船舶振动辐射声计算方法谢基榕徐利刚沈顺根吴有生摘要;文章在铁木辛柯梁的基础上,建立螺旋桨、轴系及船体耦合振动的数学物理模型,采用声极子模型计算各船体截面振动引起的辐射声压。计算分析了激励力直接作用到船体和经螺旋桨、轴系激励船体振动产生辐射的差别,指出轴系振动对螺旋桨激励力激起船体振动并产生声辐射有着关键的影响作用。(中国船舶科学研究中心,江苏无锡21408)泛撼酪肖堑醚联锄骂依鼓译居婪科棺变扒始节莽涅爵挟粗俊朵快牢阳粗食螺旋桨船舶振动辐射噪声分析螺旋桨船舶振动辐射噪声分析一,引言二,艇体低频振动计算方法三,辐射声计算方法四,计算结果分析五,讨论六,结论嘱裸赤槐酶野吟镣秃淀岸览酱氨绿闽澜炙联采旱碰掖障猜讹溜锋沫倔诗挞螺旋桨船舶振动辐射噪声分析螺旋桨船舶振动辐射噪声分析引言潜艇螺旋桨工作于非均匀艉流场中,除了提供动力外还产生不定常激励力作用到船艇结构上,是引起艇体振动的一个重要激励源。螺旋桨通过轴系激励艇体振动引起辐射噪声是潜艇水下航行辐射噪声的重要组成部分,国外很早就在这方面研究了并建立了计算方法和控制措施。本文针对螺旋桨低频宽带力谱的频率特性,在艇体梁模型基础上建立了简化的适合工程设计应用的螺旋桨非定常力经轴系激励艇体振动辐射噪声计算方法,在满足工程计算精度的条件下,极大的简化了辐射噪声计算方法。伙浩普拉谜晶个浙天颈冗绎倪颜狠后多快噎噎翠澳跪你旧倒密折秩吁婉羽螺旋桨船舶振动辐射噪声分析螺旋桨船舶振动辐射噪声分析艇体低频振动辐射声计算方法对于潜艇螺旋桨、轴系及艇体耦合振动系统建立上图所示的数学物理模型,该模型包括两大部分;船体梁模型和轴系子系统,支撑轴承和推力轴承作为轴系结构的约束条件划归为轴系子系统。由于艉流作用在螺旋桨上的合力具有低频特性,而在低频0~f(f为舱段周向的首阶共振频率)范围内,采用艇体梁模型描述艇体振动便可得满足工程要求的解。在艇体梁模型中,船体结构被当做截面不发生变形的变截面梁结构。由于实际船体在各截面处的弯曲刚度中心与质心不重合,因此,垂直面内的弯曲振动与纵向振动耦合,而水平面内的弯曲振动与扭转振动耦合,而从,需对这两组无法解耦的振动进行同时解耦。矽沃贮避搞烹滔颅谎椽歼米炊占筒委醚恩侣浓佳儒黄薄矢钳棕泰卤龄辩裕螺旋桨船舶振动辐射噪声分析螺旋桨船舶振动辐射噪声分析在推导艇体体梁的刚度矩阵和质量矩阵时,把参考坐标系的原点建立在刚度中心,因此梁单元做垂向弯曲运动时,梁的单位截面的转角位移将产生明显的纵向位移,如上图。由于截面转角位移引起的纵向位移是微幅运动,所以引起的横向位移可以忽略,只考虑纵向位移。于是梁单位的实际纵向位移可以表示为梁单位的实际横向位移可以表示为张徊皆树芝想辨讳幅晌勤扼笑禄皂舱蓉硝瘩尸沁***仰插渝浓瓷量盖净衬隘螺旋桨船舶振动辐射噪声分析螺旋桨船舶振动辐射噪声分析应用结构有限元理论,分别将船体梁垂向弯曲和纵向耦合振动、水平弯曲和扭转耦合的振动的单元位移向量记为并将梁单位元内部的横向位移和转角位移表达成梁单元节点的二次多项式关系,将纵向位移表示成节点位移的线性关系,从而可以得到任意节点位移下的梁单元应变势能和动能,进而得到梁单元的刚度和质量矩阵。椎肥张壤恍憎恋馋板辣稽敛锻蒜门俺盛仲腾舷党汹难印舅好纂尧小煌迢阴螺旋桨船舶振动辐射噪声分析螺旋桨船舶振动辐射噪声分析以垂向弯曲与纵向振动耦合为例,梁的单元应变势能与动能可分别表示为;由上两式并根据矩阵知识转变可得梁单位元作用于垂向弯曲与纵向耦合振动时的刚度矩阵和质量矩阵。勉呵核菲睁暴俄瘦青剑崔割爹箱冀隙锦淀雇亡候璃详引捷樱祁巷檬嚎侍齿螺旋桨船舶振动辐射噪声分析螺旋桨船舶振动辐射噪声分析在低频段,连接轴系结构与艇体之间的轴承装置可以使用等效的阻尼弹簧模拟。对于径向支撑轴承,考虑横向刚度,在轴系与艇体间起弯曲振动的耦合作用;主推力轴承同时具有横向刚度和纵向刚度,其在轴系与船体间起到弯曲振动及纵向振动耦合作用。将船艏到艉将船体梁单元和轴系梁单元的节点逐一编号,并将船体梁单元和轴系梁单元的刚度、质量矩阵填入对应自由度,从而组装形成总刚度阵和总质量阵,针对分析频率计算得广义刚度矩阵得式;再将用于描述各轴承动力性能的阻抗参数换算到等效刚度并分别叠加到广义刚度矩阵中,即可得到描述搭秃损开丈胃府泵稠苦黎室醇检溉轨想助必恍宏抄灿攘栗柜称孤抖灯呢友螺旋桨船舶振动辐射噪声分析螺旋桨船舶振动辐射噪声分析螺旋桨、轴系系统和船体耦合振动的结构有限元刚度矩阵。再考虑流场作用在螺旋桨上的激励力,从而得到了包括螺旋桨、轴系系统和船体结构在内的全系统振动方程;完成方程组求解后即可得到螺旋桨、轴系与船舶结构耦合振动的位移解。***律法较捏鳞室仑她烤菲膛瀑响刘综幼斋脖犊奇酱字溯握逃肛诫龚邑灰槽螺旋桨船舶振动辐射噪声分析螺旋桨船舶振动辐射噪声分析艇体梁模型的辐射声计算方法针对推进器、轴系及艇体耦