[实用新型]应用于水下航行器低频减振降噪的局域共振型平板结构

说明书

本实用新型公开了一种应用于水下航行器低频减振降噪的局域共振型平板结构。它的局域共振型平板结构设置在水下航行器中；所述局域共振型平板结构由四边简支平板和局域共振元胞组成；四边简支平板上沿x方向布置Q_x个局域共振元胞，沿y方向均匀布置Q_y个局域共振元胞；每个局域共振元胞包含单个或者多个动力吸振器；在平板x和y方向上的吸振器总数分别记为M和N；每个动力吸振器由阻尼、弹簧和附加质量构成；阻尼和弹簧并联固连在四边简支平板和附加质量之间；动力吸振器为悬臂梁式吸振器。本实用新型具有能实现小尺寸、低频段的减振降噪，更加适用于水下航行器的实际需求的优点。

技术领域

本实用新型涉及低频振动与噪声控制，更具体地说它是局域共振型平板结构，更具体地说它是应用于水下航行器低频减振降噪的局域共振型平板结构。

背景技术

水下航行器在航行的过程中不可避免的会产生振动与噪声，强烈的振动与噪声会影响航行器的声隐身性能，进而降低其生存能力，结构辐射噪声是航行器噪声研究领域的重要分支，而其中低频噪声具有传播距离远，穿透力强等特点，因而成为航行器被探测的主要声学特征。平板结构是水下航行器中最常用的基础构件之一，抑制平板结构的低频振动与低频辐射噪声对提升水下航行器声隐身性能具有重要意义。

传统的水下航行器的平板结构的振动控制方式主要包括消振、隔振、结构修改、阻振和吸振，但是受到水下航行器空间的限制，传统振动控制方式均难以实现小尺寸、低频段的减振降噪。

因此，开发一种适用于水下航行器的小尺寸、低频段的减振降噪结构很有必要。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种应用于水下航行器低频减振降噪的局域共振型平板结构，实现小尺寸、低频段的减振降噪，更加适用于水下航行器的实际需求。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：应用于水下航行器低频减振降噪的局域共振型平板结构，其特征在于：局域共振型平板结构设置在水下航行器中；所述局域共振型平板结构由四边简支平板和局域共振元胞组成；

四边简支平板上沿x方向布置Q_x个局域共振元胞，沿y方向均匀布置Q_y个局域共振元胞，每个局域共振元胞中包含单个或者多个不同的动力吸振器；(相当于在平板结构上布置了若干个相同的局域共振元胞，而局域共振元胞中又包含多个不同的动力吸振器(动力吸振器的不同主要体现在固有频率以及阻尼不同)；

局域共振元胞包含单个或者多个动力吸振器；在平板x和y方向上的动力吸振器总数分别记为M和N；

每个动力吸振均由阻尼、弹簧和附加质量构成；阻尼和弹簧并联固连在四边简支平板和附加质量之间；

动力吸振器为悬臂梁式吸振器。

在上述技术方案中，四边简支平板的长度L_x＝1.1m、宽度L_y＝0.9m、厚度h＝0.003m，密度ρ＝2700kg·m^-3、杨氏模量E＝7×10¹⁰Pa、泊松比υ＝0.3。

在上述技术方案中，局域共振元胞选自单振子元胞、双振子元胞和四振子元胞。

本实用新型具有如下优点：

(1)局域共振机理的提出为水下航行器的低频振动与噪声控制提供了新的设计思路，局域共振结构是一种特殊的人工周期结构，具有低频带隙特性，能够在带隙对应的频率范围内有效抑制结构的振动与噪声；本实用新型所涉及的应用于水下航行器低频减振降噪的局域共振型平板结构可以实现小尺寸、低频段的减振降噪，更加适用于水下航行器的实际需求，弥补了传统振动控制方式存在的不足；