楊智雄,殷學(xué)文,吳文偉,王緯波

（中國(guó)船舶科學(xué)研究中心 船舶振動(dòng)噪聲重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 無(wú)錫 214082）

0 引 言

雙層周期加筋板結(jié)構(gòu)通常具有良好的力學(xué)性能和抑振隔聲性能等多功能特性，已被廣泛用作高速機(jī)車、飛機(jī)以及艦船的殼體結(jié)構(gòu)等。這類結(jié)構(gòu)層間通常存在流體介質(zhì)，當(dāng)內(nèi)板受到激勵(lì)力振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)波將同時(shí)通過(guò)加筋板和層間流體的雙通道路徑傳遞到外板上，所以探究雙板結(jié)構(gòu)的連接介質(zhì)（加筋板、層間水層等）對(duì)雙板結(jié)構(gòu)聲輻射的影響有著重要的意義。數(shù)十年來(lái)人們圍繞周期性加筋單板/殼結(jié)構(gòu)開(kāi)展了大量富有成效的工作，為雙層周期加筋板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和聲學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。典型的研究有：Mace[1-2]應(yīng)用傅里葉積分變換方法，分別對(duì)平行分布和正交分布線支承的無(wú)限大單板在點(diǎn)力激勵(lì)下的聲輻射問(wèn)題開(kāi)展了研究；Burroughs[3-4]將Mace的方法推廣到單點(diǎn)激勵(lì)下雙周期加肋無(wú)限長(zhǎng)單層圓柱殼的遠(yuǎn)場(chǎng)聲輻射中，并用有限長(zhǎng)的雙周期加肋殼體進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證；吳文偉等[5-6]進(jìn)一步地應(yīng)用傅里葉變換技術(shù)，分別給出了等間距相同加強(qiáng)單板以及雙層圓柱殼在浸入無(wú)限大理想可壓流體中的輻射聲解析公式，系統(tǒng)評(píng)估了各要素對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)輻射聲壓級(jí)的影響；Maxit[7]充分考慮了加強(qiáng)筋的彎曲和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從波數(shù)空間中結(jié)構(gòu)聲振耦合角度考察了周期加筋板在點(diǎn)激勵(lì)和流體載荷作用下的振動(dòng)和聲輻射特性。針對(duì)周期性加筋單板/殼的聲輻射問(wèn)題，近年來(lái)的研究重點(diǎn)逐漸從勻質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到復(fù)合材料結(jié)構(gòu)上來(lái)，其中以Yin等[8--9]、Cao等[10-11]的工作最具代表性。

針對(duì)雙層板加筋結(jié)構(gòu)，Wang 等[12]基于空間諧波展開(kāi)法建立了層間平行加筋的雙層板傳聲理論模型，結(jié)合頻散關(guān)系詳細(xì)分析了傳聲過(guò)程中相關(guān)現(xiàn)象的物理機(jī)理；在此基礎(chǔ)上，Legault和Atalla[13]對(duì)典型飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)的傳聲損失特性進(jìn)行了研究，即層芯空腔填充纖維吸聲材料的平行加筋雙層板結(jié)構(gòu)。Xin 等[14-15]應(yīng)用傅里葉變換法，建立了二維周期正交加筋三明治夾層板結(jié)構(gòu)聲輻射理論模型，考慮了加筋板的拉伸運(yùn)動(dòng)、彎曲和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)考慮了加筋板的質(zhì)量慣性效應(yīng)。針對(duì)有限大結(jié)構(gòu)，通常采用模態(tài)分析或數(shù)值分析方法。沈承等[16]采用模態(tài)函數(shù)法研究了對(duì)邊簡(jiǎn)支加筋三明治板的隔聲特性，通過(guò)將板的另一維度作為無(wú)限大，將三維結(jié)構(gòu)問(wèn)題簡(jiǎn)化為二維問(wèn)題。最近，張冠軍等[17]采用結(jié)構(gòu)有限元/聲學(xué)自動(dòng)匹配層直接聲振耦合計(jì)算方法，以四邊簡(jiǎn)支雙層加筋板為對(duì)象，研究了雙層加筋板結(jié)構(gòu)單面觸水下的聲場(chǎng)特征。

綜上所述，現(xiàn)有公開(kāi)文獻(xiàn)僅考慮了加筋板的單一層間振動(dòng)傳遞方式對(duì)雙板結(jié)構(gòu)傳聲以及聲輻射特性的影響，而同時(shí)考慮層間水影響的相關(guān)研究未見(jiàn)報(bào)道，層間流體聲振傳遞途徑、產(chǎn)生條件和影響機(jī)理尚不明晰。本文在Xin等[14]的方法基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步建立了含層間水的正交加筋雙層板結(jié)構(gòu)聲輻射理論模型，完善了通過(guò)層間連接結(jié)構(gòu)和流體介質(zhì)的雙通道傳遞路徑下的雙板結(jié)構(gòu)聲振耦合特性研究；模型精確考慮了加筋板的橫力、彎矩、扭矩作用以及質(zhì)量慣性效應(yīng)，并從考察遠(yuǎn)場(chǎng)輻射聲壓頻譜和位移波譜的角度，詳細(xì)討論了不同激振位置、層間介質(zhì)以及加筋參數(shù)的變化對(duì)其聲振傳遞特性的影響，相關(guān)結(jié)論對(duì)該類結(jié)構(gòu)的減振降噪有著重要的意義。

1 理論模型

本文采用的含層間水的正交周期加筋雙層板模型如圖1所示，雙層板單面觸水，集中點(diǎn)力作用于上面板，激發(fā)結(jié)構(gòu)彎曲波經(jīng)由層芯加筋板和層間水傳遞到下面板，經(jīng)流固耦合作用向半無(wú)限大聲場(chǎng)中輻射噪聲。上下面板的面密度分別為m1和m2，厚度分別為h1和h2，并由兩組分別平行于x軸和y軸方向的正交加筋板連接，其間距分別為lx和ly，厚度分別為tx和ty，線質(zhì)量密度分別為mx和my，高度均為d。簡(jiǎn)諧激振力q0eiωt作用于上面板坐標(biāo)為（x0,y0）處，將兩面板考慮為Kirchhoff 薄板，加筋板同樣考慮為薄板結(jié)構(gòu)，據(jù)此建立點(diǎn)力激振下含層間水的正交加筋雙層板聲輻射理論模型。

圖1 含層間水的正交加筋雙層板結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Orthogonally rib-stiffened double-panel structure with inner water

1.1 運(yùn)動(dòng)控制方程

上面板除受到集中點(diǎn)力以及層芯加筋板反作用力外，還受到層間流體的聲壓載荷作用，其振動(dòng)控制方程為

式中，依賴波數(shù)（α，β）的項(xiàng)用符號(hào)“～”標(biāo)記，表示其為相應(yīng)項(xiàng)的傅里葉變換。

1.2 層間與半無(wú)限外場(chǎng)聲壓載荷

假設(shè)層間與半無(wú)限場(chǎng)均為理想流體，則層間流場(chǎng)聲壓p1與外流場(chǎng)聲壓p2均滿足如下波動(dòng)方程：

式中，k2=ω/c2為外場(chǎng)流體波數(shù)，c2為外場(chǎng)介質(zhì)聲速。

1.3 加筋板作用力

加筋板分別作用于上下面板的橫力、彎矩和扭矩的表達(dá)式參見(jiàn)文獻(xiàn)[14]，對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換，橫力的傅里葉變換為

式中，（GxJ*x,GyJ*y）為半個(gè)加筋板的扭轉(zhuǎn)剛度，（Jx,Jy）為加筋板的扭轉(zhuǎn)慣矩。各參數(shù)表達(dá)式詳見(jiàn)文獻(xiàn)[14]。

1.4 波數(shù)域位移

將式（6）～（19）代入式（4）和式（5）可得

將式（20）和式（21）中的（α,β）替換為（α′m,β′n），由此產(chǎn)生兩組聯(lián)立代數(shù)方程組：

在保證級(jí)數(shù)結(jié)果收斂的前提下，對(duì)上述聯(lián)立方程組進(jìn)行截?cái)嗳≈?，得到有限大代?shù)方程組（-m?

1.5 遠(yuǎn)場(chǎng)聲輻射

選定球坐標(biāo)系（r,θ,φ）的原點(diǎn)為激勵(lì)點(diǎn)（x0,y0），由下面板振動(dòng)響應(yīng)位移w?2（α,β）輻射的遠(yuǎn)場(chǎng)聲壓p2（r,θ,φ）為

2 數(shù)值結(jié)果與討論

層間水對(duì)雙層加筋板聲振傳遞特性的影響機(jī)理通過(guò)數(shù)值分析結(jié)果來(lái)研究。模型均為鋼制材料，其結(jié)構(gòu)阻尼通過(guò)復(fù)彈性模量E（1+iη）起作用，其中損失因子η=0.002，彈性模量E=210 GPa，密度ρ=7800 kg/m3，泊松比υ=0.3；上下面板厚度h1=h2=15 mm，加筋板厚度tx=ty=10 mm，間距l(xiāng)x=ly=500 mm，高度為d=50 mm；空氣密度為1.21 kg/m3，聲速為343 m/s，水中密度為1000 kg/m3，聲速為1500 m/s；單位簡(jiǎn)諧點(diǎn)力作用在上面板（lx/2，ly/2）位置；聲壓場(chǎng)點(diǎn)位于r=100 m，θ=φ=0°。在討論中，如果沒(méi)有特殊的說(shuō)明，這些參數(shù)保持不變。

2.1 計(jì)算程序驗(yàn)證

本文采用自行編程進(jìn)行計(jì)算，將理論模型對(duì)考慮內(nèi)外場(chǎng)均為空氣時(shí)的弱耦合作用下的正交加筋雙層板預(yù)測(cè)結(jié)果與Xin 和Lu[14]的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證本程序的正確性和可靠性。模型的幾何參數(shù)與材料屬性參見(jiàn)文獻(xiàn)[14]。

圖2～3 分別對(duì)應(yīng)（0，0）、（lx/2，ly/2）激振點(diǎn)處雙層加筋板輻射聲壓級(jí)曲線。由圖可見(jiàn)，兩種激振情況下理論模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與文獻(xiàn)中的結(jié)果符合得很好。有些激振頻率下的細(xì)微差異主要是由于該理論模型同時(shí)考慮了層間和外流場(chǎng)空氣與雙板的弱耦合作用，而Xin 和Lu[14]的理論模型則沒(méi)有考慮這一點(diǎn)。當(dāng)激振點(diǎn)位于板格中心時(shí)，空腔與雙板之間的弱耦合作用更加強(qiáng)烈，SPL曲線上具有更多的峰谷值。

圖2 正交加筋雙層板結(jié)果對(duì)比（lx/2，ly/2）Fig.2 Comparison between present results and those by Xin and Lu[14]for the orthogonally rib-stiffened double-panel structure at location(lx/2,ly/2)

圖3 正交加筋雙層板結(jié)果對(duì)比（0，0）Fig.3 Comparison between present results and those by Xin and Lu[14] for the orthogonally rib-stiffened double-panel structure at location(0,0)

2.2 層間水對(duì)振動(dòng)傳遞特性的影響

當(dāng)內(nèi)底板受到激勵(lì)時(shí)其振動(dòng)波由內(nèi)底板傳遞到外部流場(chǎng)中的途徑有兩種：（1）通過(guò)層間流場(chǎng)傳遞。內(nèi)底板振動(dòng)波通過(guò)層間流體介質(zhì)傳播到外底板并激勵(lì)外板，與此同時(shí)產(chǎn)生反向波經(jīng)層間流場(chǎng)向內(nèi)底板傳遞，并激勵(lì)內(nèi)板振動(dòng)。這種正向波和反向波產(chǎn)生相互耦合作用，時(shí)而抵消時(shí)而加強(qiáng)，最后通過(guò)外板振動(dòng)向外場(chǎng)輻射聲波；（2）通過(guò)加筋板傳遞。當(dāng)內(nèi)板受激振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)波通過(guò)加筋板傳向外板并激勵(lì)外板振動(dòng)，同樣外板振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生反向激勵(lì)，通過(guò)加筋板返回到內(nèi)板，相互耦合后再通過(guò)外板向外場(chǎng)輻射。由此，本節(jié)討論僅由層間水傳遞（A模式）、僅由層間加筋傳遞（B模式）、同時(shí)由層間水與加筋板傳遞（C模式）這三種模式對(duì)雙層板遠(yuǎn)場(chǎng)聲輻射的影響。

圖4 和圖5 分別對(duì)應(yīng)（0，0）、（lx/2，ly/2）激振點(diǎn)處，雙層板在不同層間振動(dòng)傳遞模式下的聲壓級(jí)隨頻率的變化曲線，此時(shí)外流場(chǎng)與下板的耦合作用很小。由圖4 可以看出，A 模式下的SPL曲線在4200 Hz附近存在明顯的峰值，這與雙板空腔結(jié)構(gòu)的耦合共振有關(guān)；B模式下，板內(nèi)彎曲波經(jīng)由周期加筋板，產(chǎn)生復(fù)雜的波數(shù)變換和波型疊加效應(yīng)，并由上板-加筋板-下板強(qiáng)耦合在一起，導(dǎo)致聲壓級(jí)曲線上出現(xiàn)了豐富的峰谷值。此外，由于加筋板與面板的強(qiáng)耦合作用，其傳遞的振動(dòng)能量要大于介質(zhì)水傳遞的能量，由此產(chǎn)生的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射聲壓級(jí)整體較大，其整個(gè)帶寬內(nèi)的聲壓總級(jí)為59.0 dB，高于A 模式下帶寬內(nèi)的聲壓總級(jí)55.9 dB。C模式在2500 Hz以下的中低頻范圍內(nèi)的輻射聲壓總級(jí)為41.4 dB，顯著低于B模式在同頻段的輻射聲壓總級(jí)52.4 dB，這是由于雙板與層間水在低頻耦合效應(yīng)較強(qiáng)，其傳遞的振動(dòng)波與加筋板傳遞的振動(dòng)波存在相位差導(dǎo)致的，整體上表現(xiàn)為抑制了結(jié)構(gòu)振動(dòng)；在2500～8000 Hz 頻段范圍，C 模式輻射聲壓級(jí)曲線有大于B 模式的趨勢(shì)，二者輻射聲壓總級(jí)分別為63.4 dB 和57.9 dB，表明此時(shí)層間水與加筋板具有同步促進(jìn)振動(dòng)傳遞的效果。

圖4 層間振動(dòng)傳遞模式對(duì)雙層板在空氣中輻射聲壓級(jí)影響（lx/2，ly/2）Fig.4 Comparison of SPL in air between three different transmission channels at location(lx/2,ly/2)

圖5 層間振動(dòng)傳遞模式對(duì)雙層板在空氣中輻射聲壓級(jí)影響（0，0）Fig.5 Comparison of SPL in air between three different transmission channels at location(0,0)

當(dāng)激振點(diǎn)作用于強(qiáng)筋處時(shí)，圖5中B、C 模式下聲壓級(jí)曲線各峰值水平較低，計(jì)算得到的聲壓總級(jí)分別為43.6 dB 與40.6 dB，與圖4 中點(diǎn)力作用于板上的結(jié)果相比，輻射聲壓級(jí)顯著降低。這是由于加筋板阻抗增大，抑制了雙板的振動(dòng)響應(yīng)，從而導(dǎo)致了聲壓級(jí)普遍降低。此外，當(dāng)點(diǎn)力作用在強(qiáng)結(jié)構(gòu)上時(shí)，整體上振動(dòng)能量傳遞由加筋板主導(dǎo)，尤其在中低頻，層間水的傳遞能量相對(duì)較小，因此兩種模式下聲壓級(jí)曲線的低頻差異較??；隨著頻率升高，加筋板阻抗逐漸增大，對(duì)振動(dòng)具有抑制作用，層間水的影響相對(duì)凸顯，從而導(dǎo)致二者聲壓級(jí)曲線在高頻有明顯的錯(cuò)峰現(xiàn)象。

圖6 和圖7 分別給出了上述兩處典型激振位置下的雙板結(jié)構(gòu)在不同振動(dòng)傳遞模式下的水下輻射聲壓級(jí)曲線。由于振動(dòng)波在相鄰加筋板與上下面板間的傳遞、反射以及疊加作用，形成了一系列的駐波共振和駐波衰減，體現(xiàn)為圖中B 模式下相比于A 模式，聲壓級(jí)曲線上出現(xiàn)了一系列峰值和谷值，因此遠(yuǎn)場(chǎng)輻射聲壓級(jí)在某些頻段增大，某些頻段減小。

圖6 層間振動(dòng)傳遞模式對(duì)雙層板的水下輻射聲壓級(jí)影響（lx/2，ly/2）Fig.6 Comparison of SPL in water between three different transmission channels at location(lx/2,ly/2)

圖7 層間振動(dòng)傳遞模式對(duì)雙層板的水下輻射聲壓級(jí)影響（0，0）Fig.7 Comparison of SPL in water between three different transmission channels at location(0,0)

從圖6 可以看到，當(dāng)點(diǎn)力作用在面板上時(shí)，在中低頻B、C 模式下的水下遠(yuǎn)場(chǎng)輻射聲壓級(jí)數(shù)值相當(dāng)；在高頻C 模式曲線數(shù)值高于B 模式。這是由于在中低頻，外場(chǎng)水與層間水分別與面板的耦合作用相反，外場(chǎng)水對(duì)下面板振動(dòng)有正相激發(fā)作用，層間水有反相抑制作用，二者作用相互抵消，導(dǎo)致兩種模式的曲線在中低頻差異較?。欢诟哳l，二者對(duì)振動(dòng)影響與加筋板作用一致，均有同相促進(jìn)作用，且相對(duì)于僅層間水的單面耦合作用，內(nèi)外水域的雙向耦合作用強(qiáng)烈，更有利于雙層板間振動(dòng)傳遞至下面板向外輻射噪聲。當(dāng)點(diǎn)力作用在加筋強(qiáng)結(jié)構(gòu)上時(shí)，觀察圖7可看到，整個(gè)計(jì)算頻段內(nèi)的振動(dòng)傳遞主要由加筋板主導(dǎo)，尤其在中低頻；在高頻，隨著加筋板阻抗升高，振動(dòng)傳遞減弱，下面板的雙面耦合作用相對(duì)明顯，導(dǎo)致B、C曲線差異變大，這與上述結(jié)論一致。綜合圖4～7，加筋板仍然是雙板層間振動(dòng)傳遞的主要途徑，決定了SPL曲線的總體變化趨勢(shì)；但加筋板與層間水的雙通道振動(dòng)傳遞疊加結(jié)果與具體分析頻段和激振位置有關(guān)，還受外場(chǎng)流體介質(zhì)耦合作用影響。

當(dāng)激振頻率為f=5 kHz的簡(jiǎn)諧點(diǎn)力作用在（lx/2，ly/2）位置時(shí)，下面板在上述三種振動(dòng)傳遞模式下的位移波譜云圖如圖8所示，亮點(diǎn)代表位移幅值較大。從圖8（a）可以看到，僅含層間水的雙板結(jié)構(gòu)與無(wú)限大單層板具有特征相同的位移波譜云圖，表明二者的動(dòng)力學(xué)特性相似。其中明亮窄圈半徑對(duì)應(yīng)層間水耦合的雙板結(jié)構(gòu)的自由行進(jìn)彎曲波數(shù)；暗圈半徑為流體波數(shù)，暗圈以內(nèi)對(duì)應(yīng)超音速波，可以向外場(chǎng)輻射聲；暗圈以外對(duì)應(yīng)亞音速波，為近場(chǎng)攸逝波。圖8（b）顯示了正交加筋?yuàn)A層板的橫向位移波譜，可以發(fā)現(xiàn)加筋板顯著改變了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性，亮點(diǎn)以明亮窄圈為中心向外呈指向性分布，分布范圍更廣，反映了正交加筋板的波數(shù)變換效應(yīng)，結(jié)構(gòu)輻射聲同時(shí)與高波數(shù)與低波數(shù)成分的振動(dòng)波有關(guān)；在此基礎(chǔ)上，圖8（c）給出了進(jìn)一步考慮層間水的位移波譜云圖，一個(gè)顯著特征是在可輻射聲的暗圈范圍內(nèi)亮點(diǎn)明顯增多，可直觀解釋圖6 中雙通道模式下的高頻聲壓幅值與另外兩種模式相比有了大幅提高的現(xiàn)象。

圖8 不同層間振動(dòng)傳遞模式下的橫向位移波譜云圖Fig.8 Transverse displacement spectra under three different transmission models

2.3 筋板間距對(duì)含層間水的振動(dòng)傳遞特性影響

正交加筋板間距l(xiāng)x、ly以及高度dx、dy作為關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)，其對(duì)含層間水的雙層板層間振動(dòng)傳遞勢(shì)必有重要影響。圖9和10分別顯示了上述兩種激振位置下加筋板周期間距對(duì)含層間水的加筋雙層板水下聲輻射的影響。

圖9 加筋板間距對(duì)輻射聲壓級(jí)影響（lx/2，ly/2）Fig.9 Comparison of SPL between different spacing of adjacent stiffeners at location(lx/2,ly/2)

從圖9中可以看到，當(dāng)加筋間距很小時(shí)，SPL曲線平滑，沒(méi)有出現(xiàn)任何波峰和波谷，這與無(wú)限大單板結(jié)果一致，此時(shí)層間水的影響可忽略不計(jì)，層間振動(dòng)傳遞由加筋板主導(dǎo)，且正交加筋雙層板的水下聲輻射特性可等效成單層板來(lái)計(jì)算；當(dāng)加筋板間距相對(duì)于彎曲波波長(zhǎng)很大時(shí)，相鄰加筋板之間的面板可近似于無(wú)限大單板，表現(xiàn)為SPL曲線趨勢(shì)與僅含層間水的雙板結(jié)構(gòu)一致，此時(shí)加筋板的影響可忽略不計(jì)，振動(dòng)傳遞由層間水主導(dǎo)；加筋間距適中情況下，加筋板起著類似于振動(dòng)節(jié)點(diǎn)的作用，相鄰加筋板之間的板格受點(diǎn)力激發(fā)出多種共振模態(tài)，整體上不利于結(jié)構(gòu)的減振降噪。當(dāng)點(diǎn)力作用在強(qiáng)加筋結(jié)構(gòu)上時(shí)，觀察圖10 可發(fā)現(xiàn)，不同加筋板間距下SPL曲線變化規(guī)律與圖9 一致；但間距最大時(shí)SPL曲線共振峰向高頻偏移，此時(shí)加筋板主要增大了結(jié)構(gòu)剛性，而振動(dòng)主要由層間水方式傳遞。

圖10 加筋板間距對(duì)輻射聲壓級(jí)影響（0，0）Fig.10 Comparison of SPL between different spacingof adjacent stiffeners at location(0,0)

2.4 筋板厚度對(duì)含層間水的振動(dòng)傳遞特性影響

本節(jié)繼續(xù)討論加筋板厚度對(duì)含層間水的雙層板振動(dòng)傳遞特性的影響，圖11和12分別對(duì)應(yīng)板格中心激勵(lì)和加筋強(qiáng)結(jié)構(gòu)處激勵(lì)下的SPL曲線。觀察兩圖可以發(fā)現(xiàn)，不同厚度下的SPL幅值在中低頻的差異要明顯小于高頻范圍。該現(xiàn)象表明加筋板與面板的耦合作用隨頻率的升高而增加，加筋板的厚度變化引起相應(yīng)的剛度變化，并在高頻時(shí)隨著耦合作用增強(qiáng)，強(qiáng)烈影響著振動(dòng)傳遞特性，造成SPL幅值差異變大。所不同的是，由上述分析可知，當(dāng)點(diǎn)力作用在面板上時(shí)，在中高頻，層間振動(dòng)傳遞由加筋板與層間水雙通道同相疊加，厚度最小時(shí)的剛度最弱，能量傳遞較小，因此，從圖11 中觀察到對(duì)應(yīng)的輻射聲壓級(jí)最低；而當(dāng)點(diǎn)力作用在強(qiáng)結(jié)構(gòu)上時(shí)，振動(dòng)傳遞主要由加筋板主導(dǎo)，且加筋板阻抗隨頻率和剛度增加而升高，因此圖12 中加筋板厚度越大對(duì)應(yīng)的輻射聲壓級(jí)越小。另外，加筋板厚度與剛度直接相關(guān)，最終影響到共振峰的疏密分布。加筋板越厚對(duì)應(yīng)剛性越大，共振模態(tài)分布越稀疏，導(dǎo)致SPL曲線上峰值點(diǎn)越少。

圖11 加筋板厚度對(duì)輻射聲壓級(jí)影響（lx/2，ly/2）Fig.11 Comparison of SPL between different thicknesses of stiffeners at location(lx/2,ly/2)

圖12 加筋板厚度對(duì)輻射聲壓級(jí)影響（0，0）Fig.12 Comparison of SPL between different thicknesses of stiffeners at location(0,0)

3 結(jié) 論

本文建立了含層間水的雙層加筋板結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)場(chǎng)聲輻射理論模型，首先通過(guò)算例對(duì)比驗(yàn)證了方法的準(zhǔn)確性；系統(tǒng)闡述了層間水作用下的雙板結(jié)構(gòu)振動(dòng)傳遞特性機(jī)理；并以含層間水的加筋雙板結(jié)構(gòu)為例，數(shù)值分析了加筋參數(shù)對(duì)兩種振動(dòng)傳遞通道下的遠(yuǎn)場(chǎng)聲輻射特性影響，得出了以下結(jié)論：

（1）點(diǎn)力作用在面板上時(shí)，層間水也是重要的聲振傳遞通道。內(nèi)外水耦合作用在低頻對(duì)振聲傳遞具有反相抵消效果，在中高頻具有同相疊加效果，此時(shí)雙通道模式大幅增強(qiáng)了能量傳遞，導(dǎo)致遠(yuǎn)場(chǎng)輻射聲壓級(jí)增大，位移波譜云圖也直觀反映了這一點(diǎn)。

（2）點(diǎn)力作用在強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)上時(shí)，聲振傳遞特性主要由加筋板主導(dǎo)，其阻抗隨頻率的升高而增大，在高頻能量傳遞受到抑制，層間水與結(jié)構(gòu)耦合影響相對(duì)明顯。

（3）加筋板參數(shù)對(duì)含層間水的雙板結(jié)構(gòu)聲振傳遞特性有重要影響。間距增大，振動(dòng)傳遞由加筋板主導(dǎo)轉(zhuǎn)為層間水主導(dǎo)，與激振位置無(wú)關(guān)；而厚度的影響與激振位置有關(guān)，作用在面板上時(shí)，由于中高頻的雙通道振動(dòng)傳遞的同相疊加作用，厚度越大響應(yīng)越高；作用在強(qiáng)結(jié)構(gòu)上時(shí)，由于阻抗抑制作用，厚度越大響應(yīng)越低。