船舶结构振动特性研究

本文利用SHELL63、BEAM4、SOLID95、COMBIN14四种类型共64187个有限单元和30种几何参数建立了接近于真实船舶(包括机舱动力设备)的有限元模型。在考虑流一固耦合状态下，用有限元技术对船舶进行模态分析以及船舶对激励力的振动响应数值计算。在模态分析过程中，采用了矩阵缩减的方法来消除局部模态，以便获得整体弯曲和扭转振动模态。然后对主机单层隔振器和辅机双层隔振器的减振效果进行了预估。将建立的接近于真实船舶的有限元模型和尾部结构的三维有限元和梁组合模型的数值计算结果进行比较，得到一些重要结论。本文为船舶设计人员在船舶设计阶段，预报船舶结构振动提供了一条新的途径。     

弹性支承对船舶轴系的影响分析

船舶推进轴系引起的船体振动问题日益突出,为了减小推进轴系传递给船体的振动,从改变振动传递路径的角度提出一种轴系整体弹性支撑方案。建立有限元模型,改变支撑平台结构刚性和隔振器刚度分别计算轴承基座间相对位移和轴承载荷。所选取的平台方案中,在重力下轴承基座间最大相对位移为1.216 mm。推力作用下当推力大于500 kN时,采用1阶弯曲频率在18.2 Hz及以上的平台方案时,轴承基座间最大相对位移小于0.3 mm,隔振器刚度变化则对轴承载荷影响不大。通过调整平台刚度和隔振器刚度,可以将弹性支撑系统对轴系影响控制在标准范围内,保证轴系安全运行。     

弹性支承对船舶轴系的影响分析

船舶推进轴系引起的船体振动问题日益突出,为了减小推进轴系传递给船体的振动,从改变振动传递路径的角度提出一种轴系整体弹性支撑方案。建立有限元模型,改变支撑平台结构刚性和隔振器刚度分别计算轴承基座间相对位移和轴承载荷。所选取的平台方案中,在重力下轴承基座间最大相对位移为1.216 mm。推力作用下当推力大于500 kN时,采用1阶弯曲频率在18.2 Hz及以上的平台方案时,轴承基座间最大相对位移小于0.3 mm,隔振器刚度变化则对轴承载荷影响不大。通过调整平台刚度和隔振器刚度,可以将弹性支撑系统对轴系影响控制在标准范围内,保证轴系安全运行。     

船舶海水管路系统振动特性计算与分析

为系统性地分析船舶海水管路系统的振动特性,采用有限元法建立泵组-隔振器-挠性接管-管段-支承-管路附件系统的频率域计算模型。以某海水管路系统为研究对象,通过数值仿真计算分析系统固有振动特性和振动传递特性。结果表明,挠性接管刚度对泵组-管段之间的振动传递比较关键,当其低于1/10的振源泵组隔振器刚度时,传递至管段的振动大幅衰减;优化管路附件、支承结构等可使管段弯曲振动频率避开泵组的低频激励频率,对抑制特定频段的振动传递比较有效。     

半潜式平台总体强度计算和关键结构极限强度计算方法研究

给出了基于ANSYS/AQWA软件的半潜式平台整体强度分析方法,采用逐步破坏分析法和有限元计算方法,计算半潜式海洋平台关键节点和关键构件极限强度。以一典型深水半潜式平台为对象,进行了自存工况和作业工况下8个典型危险波浪载荷条件下的平台整体强度有限元分析,选取应力最大的横撑和立柱局部结构作为计算模型,确定合理的边界条件,通过计算给出了半潜式平台关键节点和关键构件的极限承载力,为下一步平台结构的安全性评价提供可靠依据。     

海洋平台低频线谱振动控制方法研究

针对已建海洋平台结构低频（30Hz以下）线谱振动控制难题,基于吸振原理,开展了低频线谱振动控制方法研究。讨论了动力吸振器与振动系统主结构最优质量比、阻尼比、频率比的取值范围,以及动力吸振器最优布置数量、布置位置等。以典型海洋平台板架结构为例,建立有限元模型,验证了动力吸振系统化方法的有效性,在此基础上,针对某海洋平台振动超标问题,开展了动力吸振系统化方法的工程应用研究,旨在为海洋平台低频线谱振动控制提供方法依据。     

机舱区域底部板架振动计算研究

根据影响机舱底部板架振动模态的各种因素,建立不同范围、边界条件的有限元模型进行振动模态分析,探讨了机舱底部板架模态计算有限元分析方法,得出了一些具有实用价值的结论。     

船用汽轮发电机组多激励振动特性研究

对船舶机舱动力系统典型设备汽轮机发电机组及浮筏隔振系统进行有限元三维实体建模,并分析了汽轮发电机组在自重的情况下引起的静变形;同时考虑联轴器和轴承的不对中效应,根据平衡条件,建立了转子-轴承动力学系统模型,在单轴向多激励加载模式下,计算得出不同工况下船舶汽轮机发电机组及浮筏隔振系统在激扰力下的最大振幅,初步揭示了其振动规律,为建立机舱动力设备振动特性预报方法提供了参考。     

隔振器不同安装工艺对浮筏声学性能的影响

以JCG-2500B型隔振器为典型研究对象,开展不同平面度和厚度垫板以及螺栓紧固力矩对隔振器及其垫板组件的阻抗测试,并通过有限元软件建立浮筏隔振系统的仿真模型,结合组件系统的阻抗测试数据和浮筏仿真模型,计算不同平面度和不同厚度的垫板以及螺栓紧固力矩对浮筏传递功率流的影响,从而确定3种安装工艺要素的参数控制范围。仿真结果表明,浮筏下层隔振器垫板的平面度和厚度以及螺栓紧固力矩的安装工艺对浮筏隔振系统的传递功率流影响较小。     

马脚隔振器底部螺栓紧固力矩对振动传递影响试验研究

为了解弹性马脚隔振器底部螺栓紧固力矩对系统振动传递特性的影响,选取某型船舶上典型管’路为研究对象,进行弹性马脚隔振器底部螺栓安装紧固力矩变化对系统振动传递影响的试验研究。结果表明,弹性马脚能够抑制管路振动向船体的传递,并具有比较明显的隔振效果。调整隔振器底部螺栓紧固力矩时,对弹性马脚隔振效果及船体结构振级影响不大。     

导管架平台强度分析

采用有限元分析软件MSC.PATRAN/NASTRAN,对渤西QK18-2导管架平台建立整体结构计算分析有限元模型.根据美国石油协会API（American Petroleum Institute）规范分析确定了平台的环境荷载并进行了荷载组合,确定结构计算分析的主要工况,计算了典型工况下的整体结构应力;并通过对平台整体结构应力状态的分析,找出平台应力幅值较大的管节点进行了强度校核,为导管架平台的结构设计提供了分析方法.     

新型深水工程勘察船振动预报分析

作为深水油田开发勘探装备的新型深水工程勘察船,结构设计必须充分考虑预防结构有害振动的产生,以满足深水勘察的作业要求。采用三维有限元整船建模,对新型深水工程勘察船进行了船体结构的振动计算分析,包括船体总振动、上层建筑、机舱、井架、桅杆、直升机平台等局部结构振动的固有频率计算以及总振动响应预报。分析计算结果对优化船体结构设计提供了必要的技术支撑。     

不同安装环境下机械设备振动激励特性的转换关系研究

针对由机械设备、隔振器和基座结构组成的有限数量点接触的线性离散机械振动系统，阐述了机械设备传递给基座的结构声功率、机械设备振动自由速度、隔振器的传递阻抗、机械设备和基座结构的机械导纳等计算结构声功率所需的参数，再基于导纳和能量流推导出机械振动系统结构声功率的估算公式，最后利用机械设备振动源特性描述参数，建立不同安装状态下的机械设备振动激励特性的转换关系，并对估算值与试验测量值进行对比分析，说明该方法能满足工程精度要求。     

浮动舱室设计对船舶机舱舱室振声性能的影响

以某航海教学实习船机舱为原型,建立机舱三舱段有限元模型,确定振动预报模型边界条件,选择发电柴油机组悬着位置作为力激励点,采用有限元/边界元法预测了机舱集控室和机修间声功率级,对比分析该两舷侧对称舱室场点声压级云图。计算各壁板对值班轮机员右耳位置声压的贡献度,验证以浮动地板为基础的浮动舱室设计可以有效降低舱室噪声。将此振动-声辐射耦合系统简化为箱形多腔结构,建立多腔结构及其单元腔室有限元模型,进行船舶机舱模型振动-声辐射实验,仿真结果与实验测量结果吻合较好,验证仿真方法的有效性。总结出船舶机舱舱段模型振声数值预报通用方法及流程,对指导船舶减振降噪有借鉴价值。     

潜艇动力舱浮筏隔振参数对振动与声辐射的影响

降低动力机械引起的潜艇壳体振动以及水下声辐射一直是工程上的一个重要问题。本文利用ANSYS有限元软件，建立了潜艇动力舱的水下声振耦合模型。通过数值计算，分析了主动力浮筏隔振系统中的参数变化，如上下隔振器的刚度、筏体的质量比和刚度改变对动力舱内振动传递率以及水下辐射噪声的影响。本文建立的计算模型可进一步推广应用于因机械设备引起的整个潜艇水下耦合声振预报。     

电站浮筏隔振性能研究

浮筏是一种隔振装置，而影响隔振效果的因素有很多。通过运用MSC/PATRAN，建立了船用电站浮筏的有限元模型，设置了影响浮筏隔振性能的各种不同参数，包括筏架的质量、刚度、结构阻尼、隔振器的刚度等，并利用MSC/NASTRAN计算出了不同参数状态下的振动加速度，通过对计算所得的隔振传递率进行比较分析，找出了最优隔振性能参数，得出了一些有益的结论。     

基于ANSYS平台的散货船风载荷计算方法

为了评估散货船在突发性大风下的安全情况,研究采用计算流体动力学方法对船舶的风载荷进行仿真计算。文章基于船舶的二维图纸建立三维模型,应用ANSYS平台的Fluent仿真模块对三维模型进行网格划分,形成有限元模型。对在不同风速、不同吃水、不同风向角下的船舶有限元模型进行仿真计算,获得不同工况下船舶的风载荷数值。仿真结果为散货船抗风等级提供依据,也便于发现散货船受力的薄弱环节,为船舶的设计建造提供参考。     

Vibration transmission characteristics of composite laminate joints based on power flow北大核心CSCD

[目的]为了研究复合材料层合板连接节点的振动传递特性,提出一种采用有限元功率流法并结合功率流可视化技术的分析方法。[方法]首先,验证用有限元实体单元功率流描述板壳振动的有效性;然后,引入功率流传递率评价指标,提出有限元模型功率流传递率的计算方法,并以导纳功率流法计算结果为参照来验证其有效性;最后,建立嵌入式连接和螺钉连接这2种复合材料层合板的连接模型,计算其功率流传递率曲线和典型功率流矢量图。[结果]对比验证结果表明,2种连接模型的振动传递路径和功率流传递率存在明显差异。[结论]有限元功率流法直观反映了连接结构的振动传递能力及振动能量传递路径,可为复合材料结构设计提供参考。     

海洋平台减振装置设计及振动控制仿真研究

提出一种海洋平台振动控制方案,将减振装置安装于平台相似模型上,根据平台模型结构和受到的激励不同,分别设计了控制垂直和水平振动两种结构形式.为了更有效地控制平台的振动,在不同结构参数下进行了振动控制仿真分析,得出了振动控制效果最好的参数区间.     

基于接触算法的气囊隔振特性分析及简化

为了对舰用气囊隔振器隔振特性进行评估,使用ABAQUS软件计算了不同安装方式的隔振器系统的前20阶固有频率,并在此基础上进行了频率响应分析,得出不同安装方式对隔振性能的影响。在总结精确有限元模型计算结果的基础上提出了囊式空气弹簧隔振器的简化有限元模型建立方法。分析计算的结果表明:通过有限元数值仿真计算能够全面地分析囊式空气弹簧隔振器的隔振特性。文中研究对于舰用囊式空气弹簧隔振器的隔振模型及设计有一定的参考价值。