4岛式半潜船的振动特性分析

4岛式半潜船的上层建筑处于边岛位置,结构瘦长且重心较高,虽提高了主甲板载货的空间利用率,但同时降低了上层建筑横向的刚度,在风浪及船上大型机械设备的激励下,易发生较大的横向振动,振动耦合性较强,影响上层建筑生活区的安全性和舒适性。对此,需在早期设计阶段对4岛式半潜船进行有限元分析。利用有限元方法,建立4岛式半潜船的三维数值模型,分析其振动的固有频率及模态,计算航行工况及定位工况下整船的速度响应,并优化上层建筑底部的强肘板。结果显示:4岛式半潜船振动的前6阶固有频率均可避开螺旋桨激励正常工况下的风险频率范围;在航行工况和定位工况下,上层建筑各甲板的速度加权值均符合船舶舒适性相关要求的标准限值;当加强上层建筑底部的肘板后,上层建筑各甲板横向的速度响应峰值可显著下降50%～60%,减振效果良好。为准确预报、优化4岛式半潜船的振动特性提供借鉴。     

内河电力推进船功能区振动响应分析

船舶总是会因其动力源、推进器、波浪以及其他外部激励的作用而产生振动,甚至有害振动。文章通过有限元方法对某电力推进内河船不同功能区结构进行螺旋桨和主机激励作用下的振动响应计算,对比螺旋桨和主机激励作用下不同功能区的振动响应,并判断振动产生的速度及加速度幅值是否符合CCS相关规定的要求。结果表明,在螺旋桨激励作用下,不同功能区振动响应远大于主机激励作用下的振动响应,电力推进装置所产生激振力对电力推进船舶的振动几乎没有影响。由此,对电力推进系统助推的船舶振动计算分析及该类船的设计提供一定的参考。     

多用途江海直达船模态分析与动力响应预报

针对多用途江海直达船江海两用的特殊性,利用有限元软件Abaqus CAE,数值分析某江海直达船在满载出港和压载到港工况下的全船固有湿模态,计算该船在主机激励和螺旋桨激励下的动力响应。结果表明,浅水效应降低了船舶固有频率,单浆推进时振动比双桨推进时更加剧烈。     

船舶侧推器故障排查

<正>0 引言为提高船舶操纵性能,耙吸式挖泥船配备2台横向推进器(即侧推器),不同吨位船舶所配备的侧推器的功率也不尽相同。侧推器由大功率电机通过扇形齿轮驱动螺旋桨进行传动,实现船舶的横向移动。其中,螺旋桨桨叶的螺距是可变的,简称可变螺距桨(CPP)。1 故障情况某大型耙吸式挖泥船总长160.2 m、型宽27 m,配备2台额定功率为735 kW的电机,驱动侧推螺旋桨,艏艉侧推器电源由左右轴带发电机分别供电。该船在某港口施工期间因右     

“SAW 2049”号饱和潜水支持船

<正>"SAW 2049"号饱和潜水支持船是由挪威Sawicon公司承担基本设计,由中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)主持详细设计,并将由上海振华重工股份有限公司负责建造的全球最先进的多功能饱和潜水支持船。该船为前倾首柱带球艏、艏楼、方艉、综合电力推进,并具有DP3动力定位的钢质海船。该船首部设有1台隧道式推进器和两台伸缩式全回转推进器、尾部设有3台全回转式推进器,船上配置     

船舶上层建筑重量重心对其固有频率的影响

在船舶设计、建造过程中及船舶建造完成后,有时上层建筑的固有频率与主机、螺旋桨的激励频率相接近。想要通过一些简单有效的手段对船舶进行修改,使上层建筑的固有频率避开激励源频率以避免共振。本文利用大型通用有限元分析软件Ansys,以某300,000吨级原油船为研究对象,对上层建筑的重量和重心高度如何影响上层建筑的首阶横向、纵向固有频率进行灵敏度分析,以求找到简单有效的、适于工程实际中改变船舶上层建筑固有频率的方法。     

基于支持向量机的船舶上层建筑纵向振动特性预报

根据支持向量机具有小样本学习、全局寻优和泛化能力强等特点,应用支持向量机对船舶上层建筑整体纵向振动固有频率进行预测。通过对船舶上层建筑整体振动特性的分析,以23条船的船舶主尺度、上层建筑的层数、类型以及上层建筑各层的长度、宽度和高度作为支持向量机的输入数据,上层建筑整体纵向振动固有频率实测值作为支持向量机的输出数据,建立了船舶上层建筑整体纵向振动固有频率的非线性回归模型。应用此模型对5条船的上层建筑整体纵向振动固有频率进行预测,预测值与实测值接近。这证明本文方法是可行的,为船舶上层建筑整体纵向振动固有频率预报提供了一种新思路。     

船舶上层建筑振动的最优控制分析

本文讨论了最优控制理论在船舶上层建筑振动控制中的应用。文中将船体和上层建筑简化为相应的船体梁和上层建筑梁模型，并将上层建筑梁的振动响应处理为支承激励下的响应。用模态分析法得到船体梁和上层建筑梁的动力特性（固有频率和固有振型），再用模态（振型）叠加法得到受控前上层建筑顶端的稳态动力响应，接着根据最优控制理论，设定目标函数，求解Riccati方程，得到主动控制力，将其作用在上层建筑梁的顶部，用模态（振型）叠加法得到受控后上层建筑梁顶部的稳态动力响应。以一条50000吨的油船为算例进行数值仿真，受控后上层建筑顶部的稳态振动位移减小了30％，可见最优控制在船舶上层建筑的振动控制中是可行的和有效的。     

Z型可伸缩全回转推进器轴系扭振计算

以某2000t浮吊动力定位用Z型可伸缩全回推进器为例,分析了Z型可伸缩全回转推进器轴系的结构特点,建立扭振计算的集中质量模型,计算轴系的固有频率及振型,采用模态叠加法进行轴系的强迫振动响应计算,验证高弹联轴器的选型。     

数值计算在VLCC船上层建筑的振动特性研究

超大型原油船(VLCC)是一个国家非常重要的战略船舶,由于我国在VLCC船舶设计和制造方面起步较晚,与世界先进水平还有一定的差距。VLCC船舶的振动问题一直是船舶工业领域需要解决的重点,由于VLCC船舶的上层建筑质量大、体积大,与船舶产生的共振可能会引起严重的事故。本文针对这一问题,分别对VLCC和甲板上层建筑进行振动特性分析,重点研究了VLCC上层甲板的固有频率和振动变形,最后基于Ansys有限元仿真软件,对VLCC船舶的上层建筑进行振动特性仿真。     

大型液化气船振动计算分析

船舶振动直接影响船体结构安全性和船员居住的舒适性,如何通过设计方案的改进降低实船振动响应,是一个急需解决的问题。应用有限元法,对某17万m3系列液化气(LNG)船总振动、上层建筑和机舱棚局部振动进行分析,并依据ISO 6954-1984/2000振动标准对该船的强迫振动进行详细评估。评估结果表明,大型LNG船在自主开发设计过程中,在保证设计质量的前提下,可通过改进设计方案来降低实船振动响应的烈度。     

船舶上层建筑整体纵向振动固有频率预报方法研究

文章推导了船舶上层建筑整体纵向振动固有频率预报公式,将上层建筑整体纵向振动固有频率视为由上层建筑根部刚性固定在主船体上的剪弯振动固有频率和上层建筑根部弹性固定在主船体上的刚体回转振动固有频率两部分串联合成,重点研究了上层建筑刚体回转振动固有频率计算公式中等效刚性系数的取法,并对剪切振动固有频率计算公式进行了修正,给出了考虑弯曲振动影响的修正系数计算公式。采用三维有限元模型计算了6600TEU集装箱船、112000t油轮、35000t散货船、PANAMAX型油船、31000t散货船和12000t货船六条船的上层建筑整体纵向振动固有频率以及剪弯振动固有频率和刚体回转振动固有频率,并且得到了各条船的等效刚性系数,绘制了等效刚性系数曲线。以52000t大舱口货船为例,采用本文方法计算其上层建筑整体纵向振动固有频率,与实测值较为接近,证明文中提出的方法是可行的。     

某钻探船总体振动固有特性研究

为避免船舶共振情况的发生,采用三维有限元法对某钻探船进行了总体振动频率计算分析.借助PAT-RAN/NASTRAN软件建立整船三维有限元模型,结合船舶设计初期的重量重心分布直接分析计算.研究了钻探船全船固有频率与固有振型,将全船固有频率与船上振动激励源的激振频率进行对比分析,得到船体总振动固有频率储备系数.经计算,该船...     

平台工作船舱室噪声预报分析

基于统计能量法(SEA),采用VA One软件,建立某85 m平台工作船的SEA模型,进行不同工况下的舱室噪声预测,并与实测值进行比较。对比分析平台工作船在航行工况下不同主机负荷时的舱室噪声规律以及动力定位(DP)工况下侧推桨45%负荷时的舱室噪声规律;对比不同激励对舱室噪声的影响,并分析舱室噪声预测时应考虑的一些因素。通过对比不同工况下的噪声预测值与实测值发现,艏侧推桨是平台工作船最重要的噪声源,尤其是在侧推桨出现空泡情况下,噪声超标严重。分析结果可为该类型船舶的降噪措施提供参考。     

船舶低速横甩机理研究

本文利用非线性振动理论研究了参数激励频率和波浪的强迫激励频率相同且等于艏摇固有频率2倍时的船舶1/2亚谐共振运动,揭示了船舶在低速航行、遭遇频率相对较高时,积累艏摇运动导致横甩发生的机理.     

邮轮推进器舱与吊舱推进器耦合振动分析

针对采用吊舱推进器的邮轮建立4种尺度的有限元模型,各尺度模型均包含2种类型:A类以质量点模拟吊舱推进器,B类建立吊舱推进器的三维有限元模型。分别对两类有限元模型进行模态分析,通过比较固有频率来分析吊舱推进器与主船体的振动耦合效应。通过振动模态对比,确定结构动力学计算的最佳模型尺度范围,并在此基础上进行推进器舱振动响应分析。结果表明,在模型较大时,吊舱推进器对结构扭转振动耦合影响最大,而在计算模型范围较小时,其对水平振动耦合影响最大;垂向速度响应的最大值并没有出现在激励力正上方,而是位于2个吊舱推进器之间的船中区域。本文结论可为船体尾部振动优化分析与邮轮设计提供参考。     

HL85Y型滑差离合器故障分析

<正>1故障现象某海洋石油平台供应船使用双机、双万向轴系舵桨（全回转）推进系统,DP2动力定位设计。主柴油机自由端配备轴带发电机1台和对外消防炮1台,输出端通过滑差离合器齿轮箱连接万向轴驱动全回转舵桨,艏部安装推进器2台,操纵灵活。左主机在轴带发电机供电模式下,1#艏侧推供电正常,当艉轴离合器啮合以后,主配电板1#艏侧推主开关突然跳闸,主机转速突然从750 r/min降低到700 r/min,     

泥浆泵舱顶部甲板的减振研究

以某平台泥浆泵舱顶部甲板为研究对象,利用数值计算与振动测试相结合的方法对其减振方案进行研究。设置2种泥浆泵运行工况,利用振动分析仪测量甲板上表面4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5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与测试结果吻合,验证数值模型具有一定的可靠性。分析发现顶部甲板的固有频率远离激励频率,结构振动属于强迫振动,这主要是泥浆泵输出管系的管托固定在刚度较弱的顶部甲板纵骨上引起的。甲板振动速度不符合规范的要求,因此提出2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,结果满足规范的要求。     

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。     

船舶抗碰撞性能研究

船舶在海上航行时,存在与其他船舶发生主动或被动碰撞的风险。为准确评估船舶的耐撞性能,以某船为例,考虑多种计算工况,对目标船的耐撞性能进行动态响应计算,获得机舱及艏部区域的结构损伤、应力、能量吸收等动态结构响应,并计算获得被撞船达到临界状态时的极限撞击速度。研究成果可为船舶的防撞结构设计提供参考。