潜艇减振降噪研究目前主要集中在对机械振源设备的振动隔离上,对螺旋桨非定常激励力经由推进轴系激励艇体结构,进而诱发辐射噪声的问题,人们更多地只是针对单一轴系或艇体结构。由螺旋桨非定常激励力引起的振动噪声问题是一个综合性难题,为了对艇体的振动声辐射进行有效治理,特别是对于低频问题,单纯分析激振力或艇体振动特性的方法难以达到目的,必须综合考虑螺旋桨-轴-轴承-基座-艇体各部分之间的振动能量传递机理及耦合效应,才能建立起对艇体辐射噪声进行有效控制的基本理论依据。因此,结合国家973基础研究项目,论文将螺旋桨-轴系-艇体作为一个整体来考虑,探讨从螺旋桨激励力到形成艇体声辐射过程中的振动能量传递机制,深入分析轴承动力学特性影响振动传递及艇体声辐射特性的一般规律,为研究艇体振动噪声控制的工程方法及手段提供依据,对提高潜艇声隐身性能具有重要的意义。第一章:介绍论文研究的背景和意义,并基于现有文献,从推进轴系研究现状、水下结构振动与声辐射研究现状、轴系-艇体耦合系统振动与声辐射研究现状三个方面回顾总结了国内外在潜艇减振降噪方面的研究方法、研究成果及不足。第二章:基于流体动力润滑理论,建立了滑动推力轴承油膜阻抗模型,分析得到了螺旋桨在两种工作状态下的轴承动力学特性,为后续的轴系子系统和耦合系统动力学特性分析提供参数,同时为振动实验提供参考。第三章:通过建立轴系子系统和耦合系统的有限元模型,分别得到轴系子系统和耦合系统的固有振动、不同转速下推力轴承油膜刚度对系统纵向传递特性的影响,以及横向脉动力激励下的三个传递路径处的响应特性。此外,推导了基于有限元的功率流计算方法,分析了耦合系统纵向、横向振动能量传递机制和能量传递的影响因素,为振动与声辐射控制研究打下基础。第四章:首先基于有限元法和直接边界元法建立了耦合系统声振耦合模型,分析艇体表面声压和远场声压的分布特性,并对声压分布的主要影响因素进行了分析,提出了一些减小辐射声压的建议;其次,又从能量角度分析了螺旋桨脉动力激起的辐射噪声频谱特征、声辐射效率等;最后,对纵、横激励下的声辐射特性进行了对比分析,相关结论有助于潜艇声学优化设计。第五章:在耦合系统的振动实验平台上分工况完成了桨-轴-艇耦合系统的模态测试和传递特性测试,通过实验数据验证了耦合系统振动模型的正确性和有效性,并从实验中得出一些有价值的结论,对低噪声潜艇设计具有重要参考价值。第六章:对论文研究工作、创新点和今后的研究做了总结和归纳。