基于结构增抗技术的高腹板环肋双层圆柱壳声振设计研究

夏齐强，陈志坚，艾海峰

（海军工程大学 船舶与海洋工程系，武汉430033）

1 引 言

在潜艇总的辐射噪声级中，由于机械激励引起的艇体结构辐射噪声是主要的来源之一，尤其是在低速航行时，约占70%左右[1]。加筋双层圆柱壳是潜艇舱段的主要结构形式，其中的托板和实肋板是舷间的主要横向连接构件，内外壳间耦合很强，振动能量很容易传至轻外壳。开展新型弱辐射双层圆柱壳结构设计，寻求一种既不影响壳体强度，又能有效降低结构振动与声辐射对潜艇的声隐身具有十分重要的意义。当前潜艇的声学性能控制主要依靠低噪声设备[2]、减振隔振[3-4]和阻尼技术[5-7]三个方面的成果，存在的问题是没有在结构设计初期就考虑声学性能，还做不到根据声学性能要求进行结构要素调整，其效果往往不甚理想。文献[8]通过增大基座结构的输入机械阻抗，减小设备振动能量传递到基座结构上，从而减小结构振动；文献[9]通过增大双层加肋圆柱壳的刚度，有效降低了低频噪声；文献[10]基于阻抗失配原理，在舷间振动的主传递通道上设计了几种高传递损失的复合托板结构形式。基于声学性能的船体结构设计国内起步较晚，俄罗斯这方面工作较为成熟，文献[11]从声学描述角度出发系统地论述了船体结构声学设计。文献[12]对非均匀圆柱壳振动及声辐射性能进行优化设计，结果表明：非均匀圆柱壳优化后的振动及声辐射特性优于均布环肋圆柱壳。

一般在潜艇减振降噪设计中，可通过降低壳体表面模态响应幅值实现降低辐射噪声水平；……