大型集装箱船上层建筑整体振动的分析方法

大型集装箱船上层建筑尺度向更高更短结构形式发展的同时,其固有振动频率的降低容易与螺旋桨、主机及外界的激振力产生共振,从而对船员的工作、生活环境及船体结构安全造成影响。如何分析该型船舶上层建筑的整体振动已成为船体振动研究的重要内容。以某9200TEU船为例,针对影响上层建筑整体振动的装载工况、结构范围、附连水质量及计算网格进行研讨,建立了若干有限元计算模型,推演多个模型结合设定工况的纵向、横向和扭转振动频率,进行大量的模拟计算,取得了分析上层建筑整体振动的可信依据。分析计算成果可供同类船舶在设计论证中参考。     

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。     

9000t成品油船局部振动评估及改进方法

船舶局部振动是结构设计过程中的一个重要参考指标。局部振动不但危害船员的身体健康,影响船上设备的正常工作,过度的振动会引起结构的疲劳破坏。因而在船舶设计初期,准确计算和预报船体结构的局部振动特性并有效控制有害振动,提高船舶设计水平具有重要意义。本文首先研究采用有限元法分析船体局部振动时需要考虑的技术因素和计算方法,并应用该方法对9 000 t成品油船的自由振动和受迫振动进行分析研究以评估其振动情况,对振动过高区域进行通过改变局部结构方式达到减振目的。     

阿芙拉型成品油船的振动性能分析与实测响应对比

船体振动响应是影响船舶结构疲劳强度、机器和设备正常运行及船员正常生活工作的主要因素,适于在冰区航行的阿芙拉型油船对船体振动具有较高的要求。为全面评估该类型船的振动性能,采用有限元法对其在压载和满载工况下的振动情况进行分析,通过将部分结构的模拟速度响应值与实测结果相对比,验证计算方法的正确性。计算和实测结果表明,全船的振动性能良好,满足振动规范的要求。该研究可为后续船的振动控制提供参考。     

考虑水弹性效应的船体监测疲劳损伤评估方法

船舶结构应力监测系统作为智能船体的主要技术手段之一,近年来已逐步应用于高性能船和大型运输船,但考虑波激振动、砰击颤振水弹性效应的船体结构监测技术,目前还少有应用实例。超大型集装箱船船体梁刚度较小、大外飘船艏结构等特点使得波浪中更容易发生共振与颤振,这些波浪诱导的高频成分对船体结构的疲劳影响需要进一步研究。本文考虑波激振动等水弹性效应影响,对风浪中航行的超大型船舶进行了结构疲劳损伤评估分析方法的研究,并对一艘21 000 TEU集装箱船实船监测数据进行了数据分析,量化研究了波激弹振对监测结构疲劳寿命的影响。     

系泊设备下结构加强的安全性设计

以某集散两用船为例,利用大型结构分析软件MSC Patran/Nastran,对该船尾部系泊设备下船体支撑结构建立尾部有限元模型,通过对系泊设备在各种组合载荷工况下的受力分析和强度计算,校核并完善加强结构设计方案,达到优选方案的目的,并满足相关规范要求,保证结构强度,保证船舶在运营中尾部系泊设备的使用安全以及对船舶尾部结构安全性的考虑。     

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。     

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。     

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。     

MR阻尼器在船舶振动隔离器系统的应用

船舶运行过程中受外界干扰作用力和自身螺旋桨、主机的激励,不可避免的会发生受迫振动,船舶振动不仅影响船员身心健康,也会导致船体结构出现破坏。本文研究方向是利用MR阻尼器的优良特性,开发一种船舶振动隔离器系统,并通过建立船体与MR阻尼器的模型,构建了船舶振动隔离器的控制系统模型。     

散货船上层建筑振动的初步分析

上层建筑是船舶的重要组成部分,它所产生的有害振动会影响到船舶的安全,文章首先简要介绍了船体上层建筑振动的计算方法,然后建立了29 800 DWT散货船上层建筑的有限元模型,并采用不同网格密度进行了该结构的模态分析。计算结果和结论可为船舶上层建筑的可靠性设计方面提供参考。     

40000dwt散货船设计阶段船体振动分析控制

在40 000 dwt灵便型散货船设计建造过程中,为了控制船体出现的有害振动,对船体总体振动、上层建筑总体振动及船体艉部局部结构进行了振动预报分析.对船体总体振动和上层建筑总体振动进行分析,避免与主机和螺旋桨激励发生共振;对于船舶艉部结构,重点关注上层建筑各层甲板工作和生活等重要区域的振动情况,采用结构有限元法分析各层甲板的振动特性,设计时通过调整局部结构刚度并保证一定频率储备来避免共振,为船体结构减振设计提供依据.本文给出了设计阶段船舶总体、上层建筑总体及局部结构振动计算分析方法和过程,可对船舶设计者提供有益的参考.     

主船体减振设计方法

本文旨在为控制主船体结构振动量级,避免结构损坏,保证船员和旅客的舒适性,论述了在方案设计阶段船体——主机——螺旋桨的最佳选配问题。其主要内容为: (1)主机激励引起主船体结构振动响应及其控制结构振动量级方法; (2)螺旋桨激励引起主船体结构振动响应及其控制结构振动量级方法; (3)主机和螺旋桨激励引起上层建筑振动及其控制方法。     

船舶耦合振动部件模态综合法

本文采用适用于研究船舶耦合振动的部件模态综合法,通过用这一方法对16000吨煤矿船总振动的实例计算,剖析了子结构之间的耦合振动及其在总振动中所起的不同作用,从而为船舶尾部、机仓双层底、上层建筑等局部结构振动与船体梁耦合振动的计算提供了理论依据。本文计算结果与实测值比较误差为1.2%。     

大型油船阶梯式尾部型式振动特性研究

针对阶梯式尾部设计的318 000 DWT大型油船振动问题,建立全船结构三维粗网格有限元模型,讨论粗网格模型对船舶刚度的影响,并分析其在船舶振动分析过程中的适用性和可行性。基于船体动力特性分析研究了阶梯式尾部设计方案对全船以及上层建筑振动特性的影响。相关研究结论对今后的船舶尾部结构优化设计具有指导性意义。     

船舶耦合振动部件模态综合法解析

本文提出了适用于研究船舶耦合振动的部件模态综合法。通过用这一方法对16000吨煤矿船总振动的实例计算,剖析了子结构之间的耦合振动及其在总振动中所起的不同作用,从而为船舶尾部、机仓双层底、上层建筑等局部结构振动与船体梁耦合振动的计算提供了理论依据。本文计算结果与实测值比较误差1.2％。     

船舶振动衡准的现状与展望

每一个船上人员,即使是短暂逗留的旅客也都希望尽可能提供一个振动轻微的安静环境,不致因太剧烈的振动和噪声而影响其旅途生活。更何况常年居住在船上,“以船为家”的船员,他们当然更希望船舶的振动尽可能小,以保障其正常的工作和休息。大量的营运资料和实船测量说明,剧烈的船舶振动还会导致船用仪器仪表的损坏、甚至破坏船舶结构,影响船舶的正常营运。因此,限制船舶的振动,研究防振减振的有效措施,是国内外造船和航运     

集散两用货船艉部甲板局部强度有限元分析

集装箱船艉部舱段强度校核是船体结构强度校核中的重要组成部分,船舶发动机等重要装置都分布在艉舱段内。在航行过程中集装箱会垂向震荡,极端情况下会影响艉部结构强度能力并使其结构失效,进而对船舶造成毁灭性破坏。运用有限元软件Patran对78.2 m集散两用货船艉部舱段部分进行建模研究,考虑2种集装箱装载工况:装载重箱以及装载空箱,根据规范要求施加了相关边界条件,并根据规范许用应力要求对计算结果进行了分析,最终计算出来的结果表明本船艉部舱段结构有限元强度能够满足中国船级社的规范要求。     

膜梁组合模型的船舶总体与上层建筑耦合振动计算方法

本文提出了用膜元与集中质量的组合作为上层建筑物的力学模型,而在考虑上层建筑与船舶总体的耦合振动时主船体仍采用梁模型,从而简化了计算力学模型的形成工作。计算程序采用自动计入附连水质量和模态综合法(动态子结构法)相结合的形成,可以方便地判断上层建筑与船体梁振动之间的耦合关系。本方法可供船厂设计人员在详细设计阶段使用。本文着重论述上层建筑与船体梁耦合振动的计算方法及其在电算程序中的计算步骤。     

21000m~3乙烯(LEG)运输船结构设计

在原22000m3LPG船的基础上,进行了全面的优化设计,研发设计了满足最新规范规则要求的新一代21 000 m3LEG(液化乙烯)运输船。从结构设计着手,以21 000 m3LEG船为主要研究对象,从结构布置、规范校核、建造工艺等多方面进行了研究。对液化气船(C型舱)结构设计需要考虑的几个重点方面作出论述:船体梁结构强度计算校核,确定船体梁剖面模数;有限元直接强度计算,评估构件强度、疲劳寿命;全船振动分析和局部振动分析,确保船员的居住舒适性和船体构件的稳定可靠性;液化气船特有的船体结构温度场分析,得到温度分布并确定钢材级别等。对全船结构进行了大量优化改进工作,解决了设计中碰到的难点。推出一个优秀的设计方案,使该船结构更可靠,加工建造更为便利,提升了该船的市场竞争力。