船用钢/复合材料组合系统的内损耗组成分析

利用阻尼性能优越的复合材料进行潜艇减振降噪设计已比较普遍,钢/复合材料板壳组合系统结构作为典型的施工单元件形式,其阻尼性能密切关系到结构在共振区的响应。从黏弹性阻尼理论出发,描述了阻尼耗散机理,基于统计能量的角度对系统内损耗因子组成进行了论述,指出多种材料组合下系统的结构损耗与材料组成、振型相关,声辐射损耗受流体介质、壳板性质等影响较大。进一步完成了钢板、玻纤增强树脂壳板在4种工况下的内损耗因子测试,结合数值计算,总结了试验模型的损耗因子组成规律,并预报了其边界损耗因子。结果表明:相同结构型式及边界条件下,空气中的声辐射损耗仅为水中的1/40左右;在非刚性连接形式下,边界损耗对系统的内损耗因子贡献较大,对于钢板模型,该连接形式与自由边界相比所表征出的总体阻尼性能相差几十倍。