敷设阻尼层的有限长加筋板声振性能研究

    文献［１］采用复刚度的形式计入阻尼材料，分析了不同模式振动之间由于辐射场引起的互耦合作用及近场声压分布．文献［］导出了加筋船板在宽频单位力作用下的振动响应和远场水声辐射计算方法．文献［］利用汉克尔变换和传递矩阵方法，推导了点激励敷设柔性层系的无限大薄板的插入损失．文献［４］给出了适合于任意层弹性－黏弹性阻尼复合板传声损失计算的传递矩阵法．文献［５］等采用等效参数法推导了阻尼复合结构的等效弯曲刚度和结构损耗因子，分析了材料的不同几何参数、物理参数对隔声符合频率及隔声量的影响．文献［６－７］采用有限元法和远场瑞利积分建立了嵌在无限障板中加筋板结构在中低频平面波斜入射情况下的结构声传输计算模型．文献［８］将去耦材料看做局部反应层，分析了矩形平板敷设去耦层的声振响应．文献［９］给出了中厚板在周期布置离散质量点时的完全弹性解析解，该求解方法可以扩展到有阻尼的加筋板振动与声辐射求解中．文献［１０］针对有阻尼的单向加筋板的三维解析模型进行研究．本研究在上述文献的基础上，对加筋板和敷阻尼材料加筋板进行振动和声辐射试验，结果表明：阻尼材料对抑制振动和声辐射是非常有效的，对潜艇减振降噪有重要意义．

    １　计算模型

    本研究的模型为四边简支在刚性障板内敷设阻尼材料的有限长加筋板，试验模型为加筋板模型，加筋板的几何参数和坐标系如图１所示．加筋板长１．２ｍ，宽１．ｍ，基板厚度为４ｍｍ，弹性模量为２．１×１０１１　Ｎ／ｍ２，密度为７　８５０ｋｇ／ｍ３，损耗因子为０．００５，加强筋间距为３０ｃｍ，加强筋尺寸为４ｍｍ×３３ｍｍ，表面敷设了一层均匀等厚度的黏弹性等厚度阻尼材料（经耐腐蚀处理）．通常，阻尼层与钢板的质量比取０．２～０．３，且剪切弹性模量损耗因子越大越好，在给定质量下，阻尼材料覆盖在托板的一边比覆盖在两边更有效．据此，本文阻尼材料的参数选取为：阻尼层为０ｍｍ，弹性模量为７．２ＭＮ／ｍ２，密度为１　３３６ｋｇｍ３，损耗因子为０．５，泊松比０．４５．２种材料胶合在一起，其边界条件均为边缘简支．Ｆ为激励力，位置为加筋板中心处．

    ２　试验过程

    本实验的测试内容包括２方面：ａ．研究单频激励、白噪声激励作用下敷设阻尼材料前、后加筋板的振动与声辐射的分布情况，以此来说明阻尼材料对加筋板结构振动声辐射的减振降噪作用；ｂ．研究加筋板外侧半无限域为空气、水时，对比析加筋板分别在这２的关系．试验主要通过对比敷设阻尼材料前、后加筋板架结构在空气、水下的振动和声辐射水平，其中包括：测量敷设阻尼层前后钢板湿表面振动加速度级、湿表面加速度落差级、钢板表面及阻尼层表面加速度落差级、水下考核点声压级等声学性能指标．