引起舰艇振动的激励源具有多种形式，有研究表明，在各类激励源中，螺旋桨激振力是引起舰艇振动的主要原因。
所谓螺旋桨激振力，是指螺旋桨在不均匀尾流中旋转时对艇体的作用力，该激振力可以分为表面力和轴承力。若潜艇的艇体结构振动剧烈，同时由振动而引起的噪声都会使艇员感觉不适，容易疲劳，甚至损害健康，且艇上的一些精密仪器在强烈振动的工作环境下也很可能会缩短寿命，暂时失真失灵，甚至是发生故障，影响舰艇的正常运行，从而降低舰艇精确打击的能力。同时，艇体振动还可能导致艇体结构高应力区出现裂缝或是发生疲劳损伤，从而影响结构的可靠性和安全性。
另外，由艇体振动引起的辐射噪声会降低潜艇的隐蔽性，容易被敌方探测发现。因此，噪声低、振动小的安静型潜艇已成为衡量现代海*舰艇性能以及先进程度的重要标志。
螺旋桨激振力传递模式下的艇体振动和声辐射分析
武星宇,纪刚,周其斗,*振卫
中国舰船研究，,11(6):90-96
作者简介武星宇，男，年生，硕士生，现就读于海*工程大学，主要研究方向为舰艇声隐身技术，已发表学术论文3篇。
纪刚，男，海*工程大学副教授，硕士生导师，长期致力于潜艇结构声学控制技术研究，包括潜艇结构声学预报控制技术、潜艇结构声学特性机理研究和潜艇结构声学控制方法研究。主持或参与了有关型号常规潜艇和核潜艇的噪声预报、声学分析等重大科研项目，获*队科技进步奖一项。在中外核心期刊上发表论文数十篇。
论文背景螺旋桨激振力噪声是潜艇螺旋桨噪声的主要部分，其是由螺旋桨激振力经轴和与轴相连的轴承传递到艇体，激起艇体振动并由艇体通道向外辐射的噪声，在潜艇行进过程中螺旋桨激振力噪声是潜艇噪声的重要成分。在研究螺旋桨激振力对艇体振动和声辐射特性的影响时，目前常用的做法是将轴—艇耦合结构视为一个整体来进行分析，然而这种处理方式并不能得到潜艇的力传递特性。因此文章针对轴—艇耦合模型，从轴系与艇体之间力传递的角度分析了螺旋桨激振力作用下艇体的振动和声辐射特性。
图1模型艇结构
论文重点内容为了获得轴系与艇体之间的相互作用，文章采用隔离法将轴—艇耦合系统分为了轴系结构和艇体结构。由于轴系是通过多个轴承与艇体相连，因而轴系结构是通过多个自由度向艇体结构传递激振力，轴系对艇体的反作用力即为轴系结构向艇体结构传递的激振力。
然后，文章又采取“模式分析”的思路分析了多自由度轴—艇耦合的问题，将轴系结构向艇体结构的传递的激振力分解为若干互不相关的“力传递模式”的叠加。最后，采用结构有限元耦合流体边界元的附加质量附加阻尼算法，计算得到单阶力传递模式作用于艇体结构时艇体的均方法向速度级和辐射声功率级频响曲线。
图2模型潜艇结构有限元模型
针对本文潜艇结构，可得：
1）轴系与艇体之间传递的激振力可以分解为多个激振力传递模式的叠加，其中在70Hz以下螺旋桨轴向激振力工况下，一阶力传递模式为主传递传递，该模式对潜艇振动和声辐射特性的影响远大于其他阶传递模式；而对螺旋桨垂向和侧向激振力工况，各阶的力传递模式则相差不大。
2）螺旋桨激振力在45Hz以下频率时，一阶力传递模式对潜艇结构的振动和声辐射特性的影响远大于其他阶力传递模式，且随着频率的升高，低阶力传递模式对潜艇结构振动与声辐射特性的影响开始显现。而在部分高频频率，低阶力传递模式对潜艇结构的振动与声辐射特性的影响甚至还高于高阶力传递模式。
引用本文及相关论文推荐阅读[1]武星宇，纪刚，周其斗，等.螺旋桨激振力传递模式下的艇体振动和声辐射分析［J］.中国舰船研究，，11（6）：90-96.
[2]阮竹青，彭伟才，张俊杰，等.基于表面响应预报水下圆柱壳声辐射的振动测点布置研究［J］.中国舰船研究，，8（1）：80-83，97.
[3]刘彦.基于惯容器的机械振动被动控制系统传递特性分析［J］.中国舰船研究，，11（1）：-，.
[4]高双，朱翔，李天匀，等.基于不同模型的正交加筋板低频振动和声辐射分析［J］.中国舰船研究，，11（4）：72-78.
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