一、设计目的及意义

1.1设计目的及意义

潜艇作为现代国防的重要组成部分，其战略意义尤为重大。而良好的隐蔽性又关乎潜艇执行探查、间谍任务的成败。因此，在流体环境下潜艇的振动及声辐射分析，对于降低潜艇的噪声与振动并提高其隐蔽性有着重要的意义。

潜艇噪声来源主要分为：机械噪声，螺旋桨噪声和水动力噪声三种，在潜艇高速航行时其水动力噪声构成主要噪声源。根据噪声理论，在多个声源共同作用的声场中，其总声压级主要取决于主要声源。因此在潜艇高速航行中，为降低噪声振动应当主要关注其水动力噪声^[1]。因此，研究螺旋桨纵、激励力通过尾部、中间、推力轴承座传给壳体，激起外壳体的振动并产生水下辐射噪声的规律，对于制定有效的控制策略显得尤为重要^[2].

在以往的研究工作中通常将轴系和艇体分别加以研究，而忽略了相互之间的耦合关系。实际上，各支撑轴承除提供推进轴系的支撑边界条件外，还是螺旋桨脉动激励力向艇体传递的主要通道。主艇体离推进轴系较远，推进轴系主要是与艉部艇体发生耦合振动，故有必要将推进轴系与艉部艇体作为一个整体来进行耦合振动分析.^[3]

本研究以潜艇的减震降噪为目的，通过对轴系激励振动的分析，并将潜艇尾部简化成轴-旋转壳，运用解析法分析计算其振动特性。

1.2国内外研究现状

总体而言，关于螺旋桨不均匀伴流场作用在艇体艉部结构上引起的艉部结构振动，研究者发表的论文较多，而对于螺旋桨推进轴系与潜艇艉部的耦合振动，目前研究较少。而在潜艇组合壳振动的研究中，更多研究则偏向于对于分离轴或分离柱壳的分析计算，鲜有对于彼此间耦合的作用的研究，这使得对于潜艇减振问题的研究不够深入全面。^[4,5,6]

1.2.1轴的振动分析

推进轴系由中间轴，中间轴承，推力轴，推力轴承等组成。随着船舶功率的增长，对于推进轴系的要求也越来越高。其不仅关乎船舶的隐蔽性动力性，严重情况下会使轴系发生面磨损甚至断裂。