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。     

船舶全生命周期振动噪声分析综述

在新时代船舶设计大型化、专业化、智能化和绿色化的要求下,振动噪声设计面临激励力增大、专业化需求增加、智能化要求提高和结构刚度降低等挑战。通过总结和评价船舶全生命周期振动噪声设计研究现状,按振动噪声分析、振动噪声监测评价和振动噪声控制治理的设计顺序综述船舶结构中振动噪声研究方法和研究结果,并对今后的研究进行展望,旨在为相关设计人员与研究人员提供参考,从而更好地保障船舶安全、稳定、舒适地运营。     

输流管道自由振动特性分析系统

传统分析系统能够识别5 Hz以上的振动特性,但对低频率自由振动分析效果不佳,为此提出基于增量谐波平衡法的输流管道自由振动特性分析系统。依据输流管道建设原理,构建输流管道模型,利用增量谐波平衡法,对流体单元以及管道单元,进行受力振动分析,完成分析系统软件设计;根据被测管道的长度、位置等信息选择压电晶片传感器,采用浮点运算器与多模块控制器,完成分析系统硬件设计。实验数据表明,增量谐波平衡法特性分析系统较传统分析系统,提升分析能力44.72%,对输流管道自由振动能够完成全频分析。     

未来的潜艇液压系统

  目的  液压油站作为液压系统的动力源,是液压系统振动、噪声产生的根源。为进一步降低液压系统的振动、噪声水平,提出一种基于模态分析与振动传递函数分析的低噪声液压油站的设计方法。  方法  建立液压油站有限元模型,在此基础上求解出油站的模态,并利用模态叠加法对油站结构及液压泵的安装位置进行优化,得到油站的最佳结构形式和液压泵最佳安装位置。基于振动传递函数分析对液压油站箱体结构进行设计,优化泵组到油站机脚的振动传递路径,进一步降低液压泵组振动噪声对液压油站的影响。  结果  油站的振动噪声测试结果表明,该设计方法显著降低了液压油站振动、噪声指标,其中液压油站振动加速度总级降低5.7 dB,空气噪声降低2 dB,  结论  为液压系统减振降噪提供了较好的方法。     

船舶管路安装工艺减振试验研究

船舶管路系统振动噪声控制问题极大影响船舶的声学性能,以某型船海水冷却管路为研究对象,对不同安装工艺参数下管路的振动响应进行试验研究,分析管内介质流速、管支架间距、弯管弯曲半径、抬升管抬升角度等多组工艺参数对振动传递的影响。结果表明：管支架间距、管支架刚度等对振动传递影响较大,弯管弯曲半径、抬升管抬升角度对管子后端的振动也有明显影响。获取的试验数据不仅为该型船动力管路的减振安装提供了工艺支撑,还为其他船型动力管路系统安装提供了低噪声建造工艺实施的参考,也为管路振动的理论研究提供了数据支撑。     

船舶结构声学设计研究进展

回顾了船舶结构中噪声的研究方法、结构中噪声的传播机理以及相关的实验技术的研究。     

舰船模型模态试验与振动特性研究

以某舰船模型为对象,利用CF-5220双通道频谱分析仪,采用宽频带的快速正弦扫描激励方法,对上述船模进行模态试验分析,同时利用模态分析软件的参数识别功能,结合三维数据转换程序,识别出该船模的各阶固有频率,振型以及阻尼参数,并以图表、曲线、动画等形式给出相应的结果.依据试验得到的结果,对舰船的振动特性进行了分析.     

气垫船垫升风机的振动试验研究及模态分析

垫升风机是气垫船的关键设备,是气垫船振动噪音的主要激励源之一。通过分析某气垫船左舷垫升风机的设计特点,选择关键位置开展振动响应频谱测量,分析不同测点位置、不同转速条件下测点的振动烈度响应。采用有限元方法分析单舷垫升风机的固有频率和振型,研究影响垫升风机振动的主要因素。在此基础上,提出降低垫升风机振动的措施,并基于试验评估实际降振效果,其可作为气垫船垫升风机设计的技术参考。     

大型液化气船泵塔振动特性试验研究

针对某型LNG船液化气封闭舱内的泵塔,采用不同方法进行振动特性测试分析。应用激振试验测试方法获得了某型LNG船泵塔结构的模态,同时通过船舶在航行中不同运行工况下的振动测试,也提取到了泵塔的振动模态特性。对这2种方法的测试结果进行比较,二者吻合良好。表明变工况振动测试方法能够识别结构的模态,尤其适用于难以开展激振试验场合的结构振动特性测量。     

多跨充液管道的振动特性分析

  目的  为准确掌握输流管道的声振特性,对其开展数值模拟研究。  方法  首先,基于声固耦合理论建立输流管道数值模型;然后,通过参数化扫描求解管道声振模态的频散曲线,分析弹性壁输流管道内部分别为空气、水和原油时的频散特性以及管道绝对声压应力分布情况,研究管壁厚度、弹性壁和硬声场壁对管道频散特性的影响。  结果  结果显示：管壁厚度对管道弹性波传播模态影响较小,随着管壁厚度的增大,频散曲线向高频偏移,其影响主要在截止频率上;声固耦合的影响使得弹性管道模态数增加,增加的模态数主要是管壁形变模态;弹性壁与硬声场壁管内绝对声压分布情况基本一致;管道内部为液体或气体时其频散特性区别显著,内部为水或原油时频散特性较为相似,不过直通模式有所区别。  结论  研究结果可为舰船的输流管道声波法故障检测提供一定的理论依据。     

基于ANSYS的输流管道流固耦合特性分析

应用有限元分析软件ANSYS对输流管道在不同约束条件下进行流固耦合动力学模拟计算和模态分析,得到输流管道在不同约束方式下管壁特征点径向位移、应力与固支点反作用力历程图、固有频率及振型,计算结果对优化管道系统和维护管道系统运行有一定的指导意义。     

船舶低噪声设计技术研究

由动力装置引起的机械噪声是影响船舶舒适度、船舶电子设备可靠性、船员工作环境的最主要噪声源,也是船舶水下辐射噪声的主要噪声源之一。随着船舶动力装置向高功率密度方向发展,船舶的噪声级越来越高,简单的振动噪声处理已难以满足其噪声和振动限值的要求。为了研究控制船舶机械噪声,提出了船舶低噪声设计方法,建立了全船振动噪声评估及控制方法的设计流程。并以某型船舶低噪声设计为例,通过实船测试,验证了船舶低噪声设计方法的正确性、可靠性和规范性。该方法可适用于各种低噪声船舶的设计中,如物探船、游船、火车渡船等。     

综合集成桅杆振动特性研究

采用锤击法对由复合材料和钢材两种材料制造的综合集成桅杆进行了模态实验,将实验结果与有限元计算结果进行对比,二者吻合良好.并研究了板厚和骨材尺寸大小,设备重量以及桅杆外形对桅杆振动特性的影响规律.结果表明,桅杆总体首阶固有频率对板厚和骨材尺寸的变化不敏感,但受主雷达质量比和桅杆外形的影响较大.     

船用主机基座系统的振动特性研究

为考核某船用动力主机基座系统在工作过程中的振动特性,首先采用有限元法对主机基座的模态进行分析,得到了主机基座的固有频率及主振型;在此基础上根据机器工作时的激励特性,通过施加某特定激励力分析了基座结构的动刚度及其他振动特性,最后结合主机的实际工作状态,利用叠加原理给出了主机工作时基座的动态位移及动态应力特性。计算结果表明,基座满足刚度和应力使用要求,基座的振动特性满足设计要求。     

船舶推进轴系扭转振动减振研究

结合具体实例探讨了改变轴系某些参数对其固有频率的影响,得出减振调频的主要方法和规律。针对某轴系实例,运用减振调频的具体方法对初始计算结果进行分析,对参数进行修正,最终达到规范的要求,消除了扭振故障的威胁。     

36m全回转拖轮船体结构振动特性

基于有限元法建立36 m全回转拖轮船体结构的超单元模型,分析船体结构振动模态。讨论拖轮的主要振源,根据经验公式确定振源的激励频谱。以会议室、船员室、驾驶室作为主要分析舱室,对其进行振动响应计算,实验结果表明其计算误差在3.1 dB以内。利用聚氨酯对会议室进行阻尼减振,计算表明减振效果约为10 dB,为拖轮舱室局部结构的振动控制提供参考。     

冷却有齿轮泵的振动特性研究

从分析齿轮泵动振动噪声产生的机理着手，研究了其振动噪声产生的一般原因及振动的特征频率，在此基础上，对两次试验结果进行了分析，找出了该冷却用齿轮泵产生振动噪声的主要原因，并就此原因探讨了减振降噪的措施。     

船舶轴系振动激励特性试验研究

船舶轴系振动会降低轴系的可靠性和使用寿命,开展轴系振动监测能及时发现故障隐患并避免重大事故发生。文章研究了船舶轴系不同激励源的激励特性,介绍了2种主要的船舶轴系振动监测方法并在中间轴承上开展轴系振动测试。基于实船监测数据,分析了波浪、轴、螺旋桨激励对轴系中间轴承振动的贡献率,数据表明,在较低工况下,轴自身激励占主导,随着转速工况的增加,螺旋桨激励影响逐渐上升,并且越靠近轴系艉部,影响越剧烈。