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单体高速客船的垂向总振动预报

引 言船舶的高速化、大型化和现代化是当今水上运输的发展趋势 ,2 1世纪将是高速船蓬勃发展的时期。在众多的高速船型中 ,单体排水型高速船以其优良的经济性能在我国正显示出强大的生命力。结构刚度较常规船弱 ,激励力较常规船大是该类船型的一大特点。因而船体振动问题显得特别突出。防止船体结构产生共振特别是船舶总体垂向共振是船舶设计师们的首要任务。通过若干艘高速船的振动计算与实测发现 :该类船舶既存在局部共振问题 ,也存在垂向总振动共振问题。已有实船在常用转速下因总振动共振造成船底板振裂的案例 ,此时船底板的动应力幅值是未发生共振时的 6~ 1 5倍。对已建造好的高速船 ,局部共振问题较容易解决 ,它可以通过改变局部结构的固定频率来避免。而要改变船体梁的固有频率是很难办到的 ,只有通过降低转速 (也就是牺牲航速 )来避免共振。因此 ,能否在设计初期对该类船型进行总振动预报是设计成败的关键之一。本文在大量实船总振动计算与实测的基础上 ,运用...  (本文共2页) 阅读全文>>

权威出处: 《船舶》2002年01期
《舰船科学技术》2016年23期
舰船科学技术

大型舰船总振动固有频率近似计算研究

船体总振动固有频率是描述船体结构性能的一个重要参数,不良的振动会造成船体结构的严重损坏,影响舰船的经济性与战斗能力[1–2]。国军标规定[3]:第1阶总振动固有频率必须与主要激励的频率错开8%~10%,第2阶总振动固有频率与主要激励的频率错开为10%~12%。舰船设计与建造是一个较长期的、庞大的、耗资巨大的工程,舰船设计一般分为方案设计、初步设计、技术设计和施工设计4个阶段。为保证舰船设计与建造的成功,在方案设计阶段就必须有正在设计舰船的船体总振动固有频率数据,使之与外界干扰力的频率错开一定范围[4]。国军标规定了适用于舰船各个设计阶段的船体总振动固有频率近似计算方法[5],这些近似计算方法是基于船体梁弯曲振动基本振动特性和已有船的固有频率的统计规律而得出[6],经验公式中的统计系数来源于国外的舰船数据,所以这些公式估算出的固有频率值往往与实际的舰船总振动固有频率值差异较大。为解决这种情况,在编制大型舰船的总振动设计规范时,有关...  (本文共5页) 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

船体总振动的TMD控制

船体振动是舰船结构失效的主要形式之一,对舰员的工作、生活,舰载设备的正常运行,以及舰船的战斗能力、生存能力,都有很大影响。对于船体结构局部振动,目前已有成熟有效的方法对其进行控制,而对于船体结构总振动,尚缺少有效治理方法。因此,舰船一旦出现总体振动问题,基本无法解决。调谐质量阻尼器是一种常用的制振装置,对于给定频率的减振效果非常明显。目前,调谐质量阻尼器也被逐渐被引入船舶与海洋工程领域,但还没有发现质量阻尼器在船体总振动控制中的应用。本文针对船体总振动问题,应用调谐质量阻尼器对其进行控制,结合简化模型验证分析与实体模型仿真分析,从质量阻尼器的质量与施设位置两个主要方面,分别对单重质量阻尼器、双重质量阻尼器以及碰撞质量阻尼器的制振能力开展研究,并得出一些具有工程实际意义的结论。建立船体梁验证分析模型与实船仿真分析模型,应用单重质量阻尼器控制其一阶固有频率下的水平与垂向弯曲振动。通过分析船体响应,考察单重质量阻尼器控制下的船体总振动...  (本文共110页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
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全垫升式气垫船总振动计算方法研究

全垫升式气垫船具有两栖性,已广泛应用于军事目的。正由于气垫船受到越来越多的关注与重视,保证可靠情与安全性来确保作战能力显得格外重要。全垫升式气垫船不同于常规的排水量型船舶,具有气囊围裙和气垫等特殊结构,传统的船体振动计算方法已不能很好得适用于全垫升式气垫船。因此,准确地评估全垫升式气垫船的固有频率具有十分重大意义。本论文的主要目的是研究大型全垫升式气垫船所特有的气囊弯曲刚度算法及等效建模方法、气垫垂向刚度算法,以及气垫船在着陆航行和水面垫升装态两种工况下气囊与气垫刚度及附加质量对总体振动的影响。本文主要包括五部分,各部分主要内容如下:1)介绍了本文的研究背景及意义,然后依次分析了国内外对气垫船振动问题、气囊围裙材料、气囊在充气状态下的力学性能以及结构振动引起附加质量算法研究的现状。2)介绍了在计算气囊刚度和气垫船总振动过程中所用到的一系列理论,包括直梁的复杂弯曲理论、考虑轴向力的直梁振动理论、考虑中面力的薄板振动理论以及船体总振...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
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小水线面双体船总振动分析计算

振动现象广泛存在于海上船舶的运行中,恶劣的振动可能危及航行船舶的安全,船舶总振动相关性能的预报对一条设计阶段的船舶具有十分重要的意义。小水线面双体船(SWATH)发展迅速,受到越来越广泛的关注。但同时,其特殊的船型决定了其振型复杂、容易产生耦合振动。与单体船相比,关于SWATH的振动特性的分析尚不成熟,在此背景下,本文采用ABAQUS声-固耦合法和基于二维边界元方法的切片理论,对某小水线面双体船的振动特性进行了分析研究,并对其计算结果尤其是典型振型进行了讨论总结。首先,介绍了船舶总振动分析相关的理论,总结比较了船体总振动分析的几种计算方法。讨论了附连水质量对振动分析的影响,及对本文应用的奇点分布法(SDM)求解速度势及附加质量进行了介绍。其次,对本文主要应用的声-固耦合法进行了介绍,包括声-固耦合法理论及Lanczos计算原理,并对软件分析的前后处理流程进行了说明。再次,使用两种计算方法对某小水线面双体船进行振动特性分析,提取“...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
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船舶总振动特性研究

随着经济水平和人们生活质量的提高,人们对船舶振动性能的要求越来越高,很多船舶在设计之初没有进行振动预报,或者总振动固有频率预报不太准确,导致交船或运营时出现有害振动,影响船舶正常航行和舰船隐蔽性。以前人们是用近似公式或一维梁模型计算船舶固有频率,对四节点以下振动的预报还是比较准确的,但是对四节点以上振动的计算准确度就下降很大,这是由于高阶时船体剪切变形的影响变大。而用三维空间有限元方法计算总振动固有频率是比较准确的,但是耗费时间和精力都比较多。本文首先建立了110000t油轮的三维有限元模型,用有限元分析软件ANSYS中的SHELL63、BEAM24、PIPE16和MASS21四种类型共13988个单元对船体结构进行有限元离散,用三维有限元技术对其在八种不同状态下进行了垂向和水平六节点以下固有频率的计算。又用一维梁有限元方法计算了船舶在压载和均匀装载两种状态下的垂向和水平六节点以下固有频率。然后通过用一维梁有限元方法对四条实船进...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>