柴油机气缸爆炸冲击引起的船体振动和水下噪声的有限元／边界元分析

关于柴油机的振动从基座到船体结构传递预测已经展开大量的研究，尤其是应该了解气缸爆炸在柴油机激励引起的船体振动以及水下辐射噪声中的重要性。在模拟柴油机激励引起的船体振动响应采和了有限元法，通过多自由度隔振分析，考察机架横向支撑刚度在振动传递中的作用。为计算船体水下辐射噪声，基于有限元解出船体振动速度响应，提供船体边界元模型的分析。结果表明：1）气缸爆炸引起的作用在柴油机机架上的激励，会比活塞往复运动产生激励引起更大的船体振动响应和水下辐射噪声级；2）机架支撑刚度在柴油机振动传递到船体过程中起着重要的作用，尤其是当频率升高时其作用更为显著；3）忽略气缸爆炸激励部分在某些情况下会导致对船体振动的过高估计。     

减小船体艉部振动的动力吸振器研究

采用有限元法研究了动力吸振器减小船体梁结构谐波振动响应的有效性。在本文研究中利用由文献[1]给出的最优调谐参数，采用直接法计算谐波激励下船体结构的频率响应特征。本文分析了动力吸振器三种不同配置的情况，用来研究它们对减小船体谐波响应的敏感性和适用性，为动力吸振器的实船应用提供了理论依据。     

船体大幅度非线性振动响应研究

船舶航行过程中受到海浪、船舶动力系统等各种激励作用,会产生多种类型的振动响应,导致船体的整体振动。船舶的振动不仅会影响船员的身心健康,还会对船载设备造成结构破坏。因此,研究船舶非线性振动特性,设计相应的减震装置具有重要的意义。本文首先分析了振动响应的基本原理,建立了船舶的振动模型,在此基础上,结合有限元分析软件Ansys,对船体的大幅度非线性振动响应进行了仿真研究。     

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。     

浅谈船体总振动的设计及计算

通过对某护卫舰船体总振动的计算，浅谈在设计计算中需要注意的几个方面。其次给出外界激振力的计算公式，初步分析护卫舰在外界激振力作用下的船体振动响应，提出设计建议。     

船舶结构的振动及其预防措施

本文主要从引起船舶振动的原因出发,分析船体结构的响应,提出预防或减少振动的方法。     

组合模型在油船振动分析中的应用

针对船体振动预报中建模工作量大、计算分析周期长等问题,结合油船的结构特点,提出组合模型在油船振动分析中的应用,同时讨论了组合模型的模拟方法。以某11.5万吨油船为例,与全船三维模型进行对比,从船体梁振动特性、上层建筑振动特性以及船体振动响应等方面研究讨论了组合模型在振动分析时的要点及分析精度,并证实了组合模型用于油船各设计阶段振动分析的可行性。     

集装箱船振动及响应分析

介绍了模态频率响应有限元计算方法的基本理论,以多用途集装箱船为目标船,通过建立全船三维有限元模型,用频率响应法得到船体结构的振动响应.文中还讨论了激励与响应关系、水动质量、阻尼、频率响应计算有效频率数选取等问题,以精确预报船体结构振动及响应.本文采用的分析计算方法对目标船结构振动及响应预报值,与实船试验数据具有很好的一致性.     

减小船体艉部振动的动力吸粮器研究《中国造船》2001．6 P69～74

作者采用有限元法研究了动力吸收振动器，减小船体结构谐波振动响应的有效性。在本文中利用本文参考文献[1]给出的最优协调参数，采用直接法计算谐波激励下船体结构的频率响应特征。本文分析了动力吸振器3种不同配置的情况，用来研究它们对减小船体谐波响应的敏感性和适用性，为动力吸振器的实船应用提供了理论依据。表2。     

船体振动设计的研究动向

《日本造船学会志》1907年807号以专集的形式，详细报道了过去五年间就船体振动方面开展的各种研究及其最新的研究成果与水平。主要从船体振动设计的角度，结合迄今最新的研究成果和技术，阐述船体振动设计的现状以及存在的问题，其中包括振动设计方法、振动响应设计、振动解析法研究、上层建筑的振动设计、减振装置以及国际上使用的标准等。     

多功能施工平台在恶劣环境荷载下结构动力响应

自升式多功能施工平台结构刚度小,受近海大波浪、长周期涌浪等恶劣荷载影响,结构动力响应剧烈。结合线性化的莫里森方程和随机波浪理论,以自升式多功能施工平台为原型,利用ANSYS有限元软件分别对平台模型进行了模态分析和瞬态动力响应分析,得到了平台结构的频率特性和振动特性,为平台的安全性和可靠性评估,以及如何控制平台结构的振动响应提供了理论基础。     

滑行艇尾部结构的模态分析和响应预报

针对某滑行艇尾部结构振动问题,建立尾部结构三维有限元模型,应用MSC.Patran/Nastran软件对其进行模态分析和响应预报。其中,采用虚拟质量法模拟流体与结构相互作用来计算附连水质量;运用瞬态响应分析方法计算螺旋桨脉动压力引起的尾部结构振动响应。通过分析获得该艇尾部结构的振动特性,为结构减振设计提供依据。     

船舶辅机的隔振设计及船体耦合振动分析

为了减小船舶的振动与噪声,对某船用空压机组进行了浮筏隔振装置的设计,其中包括隔振参数的确定以及筏体结构的设计等。通过建立隔振系统的有限元模型,分析了该系统的动力学特性,包括振动模态、振动传递率以及对于冲击的响应。为了揭示实船隔振系统的规律,将空压机组浮筏装置的有限元模型拓展到全船,分析了隔振装置装船后的耦合振动模态,讨论了船舶结构的振动对浮筏系统隔振效果以及冲击响应的影响。在此基础上,探讨了提高船舶辅机浮筏隔振系统动力学性能的途径。     

Free and forced vibration analyses of ship structures using the finite element method

With increases in ship size and speed, shipboard vibration becomes a significant concern in the design and construction of vessels. Excessive ship vibration is to be avoided for passenger comfort and crew habitability. In addition to the undesired effects on humans, excessive ship vibration may result in the fatigue failure of local structural members or malfunctioning of machinery and equipment. The propeller induces fluctuating pressure on the surface of the hull, which induces vibration in the hull structure. These pressure pulses acting on the ship hull surface above the propeller are the predominant factor for vibrations of ship structures are taken as excitation forces for forced vibration analysis. Ship structures are complex and may be analyzed after idealization of the structure. Several simplifying assumptions are made in the finite element idealization of the hull structure. In this study, a three-dimensional finite element model representing the entire ship hull, including the deckhouse and machinery propulsion system, has been developed using solid modeling software for local and global vibration analyses. Vibration analyses have been conducted under two conditions: free–free (dry) and in-water (wet). The wet analysis has been implemented using acoustic elements. The total damping associated with overall ship hull structure vibration has been considered as a combination of the several damping components. As a result of the global ship free vibration analysis, global natural frequencies and mode shapes have been determined. Moreover, the responses of local ship structures have been determined as a result of the propeller-induced forced vibration analysis.     

秦皇岛港防风网结构动力特性分析研究

通过研究秦皇岛防风网结构的动力特性,以及脉动风压作用下防风网结构的动力响应特性,解决秦皇岛防风网工程的结构安全问题。分析可知,工程采用的防风网结构自振周期远离能量较大的脉动风荷载周期,不会发生共振现象。     

梁结构的振动响应研究

研究有限均匀欧拉梁结构的振动响应。梁结构包括单跨梁和具有中间支座支撑的多跨梁结构。采用波动分析法来分析梁结构的振动响应。梁的边界条件采用边界阻抗来定义,建立了求解标准边界条件下有限梁结构在简谐外力激励时响应的统一方程,为分析计算具有标准边界条件的梁结构振动响应奠定基础。     

泥浆泵舱顶部甲板减振研究

以某平台泥浆泵舱顶部甲板为研究对象，利用数值计算和振动测试结合的方法对其减振方案进行研究。设置两种泥浆泵运行工况，利用振动分析仪测量甲板上表面8个高振动测点的振动速度。利用有限元方法建立顶部甲板模型，通过模态分析和谐响应分析得到顶部甲板的前五阶固有频率和各测点振动速度-转速曲线。振动响应数值计算结果和测试结果吻合，验证数值模型可靠性。分析发现顶部甲板固有频率远离激励频率，结构振动属于强迫振动，主要由泥浆泵输出管系的管托固定在刚度较弱的顶部甲板纵骨引起。甲板振动速度不符合规范要求，因此提出两种增加刚度的减振措施。通过谐响应分析重新计算测点的振动速度响应，结果满足规范要求。研究结果为船体局部结构设计和减振设计提供参考。     

柴油机周期双层隔振系统振动特性

舰船对动力设备的隔振性能要求越来越高,基于柴油机双层隔振系统,利用周期结构对弹性波的带隙特性,将双层隔振系统的筏体设计成周期结构。在ANSYS中对双层隔振系统进行谐响应计算,通过对比分析,斜方柱周期筏体在200-1000Hz内具有更好的隔振效果,在410.5 Hz、807 Hz处出现带宽分别为15Hz、29.5Hz带隙。采用缩减周期数的斜方柱周期筏体建立双层隔振实验系统,验证了斜方柱周期结构的带隙特性。