船体振动与螺旋桨鸣音的防止方法

一、振动船舶航行中,当主机转速达到某值时就会产生剧烈的振动,这是由于主机、螺旋桨所产生的振动和船体固有振动形成共振所致。这类振动严重时,可诱发轴系和曲柄等故障。     

小水线面双体船螺旋桨激励船体振动研究

文章研究了小水线面双体船的桨—轴—船体耦合系统在螺旋桨受宽带力激励下的纵向振动特性。建立了考虑周围流体介质作用的桨—轴—船体动态耦合系统的声振数值计算模型,经实船试验表明计算结果与试验结果吻合较好。采用该模型计算分析了桨—轴—船体耦合系统的振动特性。作用在螺旋桨上的激励力传递到船体时,受到轴系子系统的调制作用及推力轴承基座结构的刚度影响,在轴系一阶和二阶纵向振动模态处出现动力放大;考虑螺旋桨的弹性变形时,激励力在螺旋桨的桨叶若干纵向振动模态频率上也出现了明显的放大。在这些低频段的振动模态频率上,船体结构受放大的激励力作用,容易产生共振及声辐射。     

浅谈螺旋桨铸造缺陷对船体振动的影响

本文简要介绍了螺旋桨的铸造缺陷及其产生的原因,以及消除缺陷和船体振动的措施。     

可调螺距螺旋桨引起的船舶振动

桨与导流罩间隙随着螺距变化而不同,螺旋桨与导流罩在安装时的间隙偏差,造成螺旋桨在一定范围内会发生桨与导流罩有轻微摩擦的情况,从而造成船舶整体振动。文章对此问题进行了分析,可为相关人员提供参考。     

螺旋桨稍涡空泡引起异常振动及噪声研究

螺旋桨作为船舶推进的重要设备,空泡现象几乎不可避免且成因十分复杂,本文研究该船在未更换螺旋桨的情况下,顺利解决了由“稍涡空泡”引起的异常振动和噪声问题,为最终解决螺旋桨“空泡”问题提供一定的参考价值。     

螺旋桨激振力作用下船体振动及水下辐射噪声研究

利用有限元法和边界元方法分析比较了螺旋桨激振力三个方向分力(轴向、横向、垂向)分别作用以及同时作用时引起的船体结构振动与水下辐射噪声。结果表明,船体结构在螺旋桨激振力作用下在轴频、叶频、一倍叶频、二倍叶频以及船体固有频率处振动响应出现线谱;横向螺旋桨激振力引起的船体水下辐射噪声最大,垂向力其次,最小是轴向力;三个方向激振力同时作用时船体最大辐射声功率出现在叶频处,主要由横向力引起,其次是轴频处,主要由轴向力引起。分析其原因主要是横向激振力在叶频时最大,而且与船体固有频率接近,产生共振,轴向力在轴频处次之。     

小水线面双体船螺旋桨激励船体振动研究（英文）

文章研究了小水线面双体船的桨—轴—船体耦合系统在螺旋桨受宽带力激励下的纵向振动特性。建立了考虑周围流体介质作用的桨—轴—船体动态耦合系统的声振数值计算模型,经实船试验表明计算结果与试验结果吻合较好。采用该模型计算分析了桨—轴—船体耦合系统的振动特性。作用在螺旋桨上的激励力传递到船体时,受到轴系子系统的调制作用及推力轴承基座结构的刚度影响,在轴系一阶和二阶纵向振动模态处出现动力放大;考虑螺旋桨的弹性变形时,激励力在螺旋桨的桨叶若干纵向振动模态频率上也出现了明显的放大。在这些低频段的振动模态频率上,船体结构受放大的激励力作用,容易产生共振及声辐射。     

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。     

低速柴油机推进轴系频域稳态扭转振动分析

以载重10 000 t低速柴油机推进轴系为研究对象,创建其当量系统模型。基于系统矩阵法对推进轴系进行自由振动分析,求得扭转振动固有频率和振型。研究柴油机在全转速下的气体和往复惯性激励力矩,针对推进轴系在柴油机和螺旋桨共同激励下的频域稳态扭转振动响应特性进行计算,求得推进轴系扭转振动的主谐次、共振转速点和推进轴系各部件的应力值。结果表明,推进轴系在低阶频率振动时气缸和中间轴振幅较大,推进轴系应力远小于材料的屈服强度,船舶能够安全稳定航行,同时为推进轴系时域瞬态扭转振动研究打下基础。     

兼顾船体加长的螺旋桨改造设计

我公司对某轮船体进行改造时,其艏艉线型不变,平行舯体加长,以便增加载重量,同时又要解决桨“重”的问题,这种情况以往不常见。经过对该轮原桨改造设计,坞修下水后试航及实航均良好,现将改造设计思想做一介绍,供同行参考。     

对螺旋桨引起的谐鸣、振动的探讨与实践

螺旋桨在运转时发出使人的听觉所能接受的有节奏的声调称为谐鸣,产生谐鸣的主要原因是桨叶的随边产生了旋涡,且旋涡的频率恰好与桨叶的固有频率相接近时,便开始发出清脆的鸣间音,即发生了共鸣现象,文中介绍船舶营运中因螺旋桨的问题而引起的船体振动或谐鸣现象并探讨其解决办法。     

基于有限元功率流的螺旋桨-轴系-船体耦合振动特性研究

螺旋桨推进轴系的纵向振动是船体艉部振动噪音的重要来源。推力轴承主要承受轴向推力,其动态性能直接影响船体艉部耦合振动。针对推进轴系纵向振动与船体艉部耦合振动,应用雷诺方程计算推力块4种工况下的油膜动力特性,建立轴系-基座-船体耦合系统有限元模型,运用有限元功率流方法分析推力轴承对系统振动影响,以此为基础探讨了流经传递路径的功率流与系统水下辐射噪声之间的关联。研究表明,推力轴承的动态特性会对流入各轴承的功率流产生影响,导致系统耦合振动发生相应的变化。     

新式低振动螺旋桨

美国瑙蒂卡恩企业公司最近设计成功一种新式低振动螺旋桨,现已转交给马萨诸塞州的伯德约翰逊公司进行生产并销售。这种新颖螺旋桨叫做固定螺距侧斜桨叶螺旋桨,可以最大限度地提高舰艇的推进性能,尤其适用于采用喷嘴系统的舰艇。     

船体振动评价基准

阐述制订船体振动评价基准的必要性,介绍由国家技术监督局新发布的《商船振动综合评价基准》和《船长小于100m商船振动综合评价基准》两个国标的适用范围和主要内容。     

船体振动响应预报

利用有限元技术对船体总振动、上层建筑整体和各层甲板局部自由振动频率及上层建筑振动响应进行了预报。介绍了用于振动计算的单层甲板模型、尾部上层建筑模型、全船模型和简化全船模型及应用实例。研究了上层建筑和船体之间的耦合影响，并根据具体算例对各种模型化方法的效果进行了评价。     

螺旋桨诱导的船体表面力预报新方法

在已知船舶的质量、刚度、阻尼以及实测尾端振动速度的条件下,反推出螺旋桨叶频激振力.这是属于结构动力学的反问题即载荷识别问题.在深入研究国内外螺旋桨激振力计算方法以及综合分析影响螺旋桨激振力的各种要素后,采用载荷识别方法,提出计算空泡螺旋桨诱导的船体表面力的新公式,用该公式预报了四条船的表面力并与国外有关方法进行比较,预报的螺旋桨激振力与脉动压力值均在国外各公式预报值之间.用该公式预报的5.2万吨多用途货船的脉动压力值与空泡水筒中的实验值相比误差为21.8%;预报了30万吨超大型油船的激振力并由该激振力算出的尾端振动速度值与实测值相比误差仅为3.64%.     

空泡螺旋桨诱导的船体脉动压力预报

本文用空泡预报的结果,在桨叶面和尾涡面布置强度已知的源汇和偶极子,计算了空泡螺旋桨诱导的脉动压力.真实的船体表面形状可以通过在船体表面布置偶极子来考虑,求得船体表面的偶极子强度后,通过Bernoulli方程可得到船体表面的脉动压力.为了便于同已有的试验数据进行比较,本文计算了空泡螺旋桨诱导的平板脉动压力.     

船体振动频率计算法

(一)绪言船体振动的原理,曾于本刊登载[1][2]■。除了一些近似公式外,计算都比较复杂。对于高节点的频率计算,也没有具体说明。本文是根据原理,结合实际设计情况,把振动频率计算,用表格方式排列,使在设计室中可以方便地应用;同时,还可以和船体强度计算联系起来,应用通常强度计算中的船体重量分布曲线所得出的每L/20一段中平均单位长度的重量。一切计算表格中的积分,沿船总长分20等份计算。每等份中的数值,都用该等份内的平均值;因此积分时只须把这些平均值相加,计算可以简单得多。     

船体振动评价基准

阐述制订船体振动评价基准的必要性,介绍由国家技术监督局新发布的《商船振动综合价基准》和《船长小于１００ｍ商船振动综合评价基准》两个国标的适用范围和主要内容。     

基于长短期记忆神经网络的船体及螺旋桨性能退化评估

采用线性插值和时空插值构建包含气象、航行性能和机舱信息的船舶综合数据库,经统计分析筛选出9个输入变量,基于长短期记忆神经网络建立航速预测模型,获得由预测航速与实测值的残差描述的船体及螺旋桨性能退化的特征参数,建立以航速残差的时间序列为路径的船体及螺旋桨性能退化评估方法。基于某30万吨散货船一年的航行数据进行性能退化评估,航速预测结果的均方误差为0.01,目标船的性能退化路径具有时间相关性和单调变化的趋势。