聲波是目前已知的唯一能在水中有效遠(yuǎn)距離傳遞信息的載體,對(duì)于靠隱蔽性提升戰(zhàn)力的潛艇來說,聲隱身性能是其戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵。潛艇巡航時(shí)一般處于低速狀態(tài),此時(shí)艇體內(nèi)的機(jī)械設(shè)備及其連接結(jié)構(gòu)通過振動(dòng)向水中輻射的噪聲相比于螺旋槳噪聲和水動(dòng)力噪聲是其主要的噪聲源。振動(dòng)噪聲是由潛艇內(nèi)各種復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的,它通過與設(shè)備連接的減振器、基座、隔板、管路系統(tǒng)向殼體傳遞,并由殼體向水聲場(chǎng)輻射。研究機(jī)械結(jié)構(gòu)噪聲沿不同路徑傳遞,對(duì)于控制振動(dòng)噪聲源到輻射聲場(chǎng)的各個(gè)噪聲傳播環(huán)節(jié),從而在整體上降低潛艇的輻射噪聲,提高潛艇的聲隱身性能具有重要意義,也是振動(dòng)噪聲控制領(lǐng)域當(dāng)前的熱點(diǎn)研究問題。本文針對(duì)潛艇內(nèi)部機(jī)械設(shè)備振動(dòng)沿著不同路徑向殼體傳遞振動(dòng)噪聲這個(gè)過程進(jìn)行建模,鑒于傳統(tǒng)傳遞路徑分析方法分析準(zhǔn)確但計(jì)算復(fù)雜的問題,運(yùn)用工況傳遞路徑分析方法,在保證精度的前提下大大縮短了計(jì)算時(shí)間。引入傳遞率函數(shù)矩陣,避免了頻響函數(shù)和激勵(lì)力載荷的繁雜求取過程,僅僅是利用輸入輸出端的工況響應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)其計(jì)算,當(dāng)信號(hào)矩陣出現(xiàn)病態(tài)時(shí)對(duì)其優(yōu)化處理,使其精度進(jìn)一步得到提高。通過相干分析來進(jìn)行輸入信號(hào)與輸出信號(hào)相干性強(qiáng)弱的判斷,針對(duì)振動(dòng)測(cè)試信號(hào)中存在相互間的干擾,介紹了用偏相干方法消除其中的相干成份,用重相干函數(shù)分析系統(tǒng)中是否所有的源都被考慮在內(nèi),把他作為分析系統(tǒng)前檢測(cè)系統(tǒng)是否完備的依據(jù)。在潛艇艙段模型試驗(yàn)平臺(tái)上,對(duì)機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)傳遞路徑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證工況傳遞路徑分析方法的合理性,對(duì)殼體振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻域功率譜和能量分析。振動(dòng)由機(jī)械設(shè)備傳遞至殼體的過程中,對(duì)其每條路徑的傳遞特性進(jìn)行分析,結(jié)合提出的貢獻(xiàn)量分析方法,計(jì)算每一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)處的貢獻(xiàn)量大小,通過與傳遞特性結(jié)合比較,判斷貢獻(xiàn)大究竟是路徑傳遞特性高引起的還是路徑的激勵(lì)大引起的,從而可以具體針對(duì)減振降噪處理。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：U661.44;U674.76
【部分圖文】：

?圖２．５快速ＴＰＡ方法示意圖??在如圖２．５所示的快速傳遞路徑分析示意圖中，施加在主動(dòng)系統(tǒng)上的外力由不同路??徑傳遞到被動(dòng)系統(tǒng)中，為激勵(lì)載荷附近的參考加速度響應(yīng)點(diǎn)，為相應(yīng)的激勵(lì)??到參考點(diǎn)的系統(tǒng)頻響函數(shù)，為激勵(lì)點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的系統(tǒng)頻響函數(shù)，進(jìn)行此方法分析，??首先得把這兩個(gè)系統(tǒng)頻響函數(shù)測(cè)量出來，根據(jù)參考點(diǎn)的工況響應(yīng)可以??得到系統(tǒng)的載荷??Ｆａｄｄ－ｏｎ?＝?（２＇３９）??由求出的載荷就可以得到目標(biāo)點(diǎn)的貢獻(xiàn)??Ｐ?＝?ＨｐＦＦａＵｄ＿ｏｎ?（２－４０）??１５??

?圖２．６多級(jí)子結(jié)構(gòu)傳遞路徑示意圖??如圖２．６所示的三級(jí)傳遞系統(tǒng)分析如下，在系統(tǒng)存在耦合的情況下可以測(cè)得／／？、??ｉ／１２、ｉｆ２２、Ｈ２３、Ｈ３３和丑３這六組系統(tǒng)的頻響函數(shù)。對(duì)于子系統(tǒng)１，由測(cè)得的工況響應(yīng)??％可得其作用在子系統(tǒng)１上的載荷??Ｆ＇＝ＨＵ￣＼?（２－４２）??６對(duì)子系統(tǒng)２的貢獻(xiàn)為??ａ２＝ＨｕＦｘ?（２－４３）??再次應(yīng)用快速傳遞路徑分析方法，根據(jù)Ｋ引起的貢獻(xiàn)量可以得到ｆ引起的作??用于子系統(tǒng)２的作用力??Ｆ２?＝Ｈ２２￣ｌａ，?（２－４４）??由上兩式可得子系統(tǒng)１到子系統(tǒng)２的力傳遞率??（２－４５）??以此類推，子系統(tǒng)２的力廠２對(duì)子系統(tǒng)３的貢獻(xiàn)??１６??

ｌｏｇ（｜｜ｌ（ｊｃ－ｘ０）｜｜２）??圖３．２?Ｌ曲線７Ｋ意圖??由圖３．２可以看出，隨著正則化參數(shù)的變化，正則化解的范數(shù)丨在水??平部分較為平穩(wěn)，而剩余殘差的范數(shù)在垂直部分變化劇烈，當(dāng)剩余殘差范數(shù)變化平穩(wěn)時(shí)??解的范數(shù)變化又劇烈起來，也就是說那個(gè)拐點(diǎn)把曲線的水平部分和垂直部分分離開來，??曲線清楚的反映了它們之間的關(guān)系，曲線拐角處的曲率最大，該點(diǎn)的正則化參數(shù)使殘差??與解的范數(shù)都保持在較小水平。??３．２．４混合求解法??在求解超正定方程組的時(shí)候，一般用一種方法所求的解并不能實(shí)際滿足系統(tǒng)的解，??只能在某些頻率上逼近，而在其它頻率上相差甚遠(yuǎn)�；诰仃嚻娈愔捣纸獾姆椒ǖ玫降�??奇異值對(duì)角矩陣中較小的奇異值對(duì)總響應(yīng)的貢獻(xiàn)很小，但對(duì)測(cè)量中的噪聲非常敏感，對(duì)??其求逆后噪聲項(xiàng)將被大大放大，嚴(yán)重影響求解的精度；當(dāng)數(shù)據(jù)中存在的噪聲嚴(yán)重時(shí)，采??用截?cái)嗥娈愔捣纸夥▽?duì)高頻分量進(jìn)行階段
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2876041