某柴油机振动故障分析

某发电机组柴油机振动明显大于同型号设备,文章采集了该柴油机通频振动烈度、振动速度波形和频谱,发现其前端机脚横向振动烈度最大,曲轴转频成分突出。测量了该机组以及同型号其它机组的横向固有频率,发现该机组横向第3阶固有频率接近于曲轴转频,机组处于共振状态,且前3阶固有频率均小于同型号其它机组。对机组隔振器进行了检查,发现多个螺栓松动,固紧螺栓后,机组振动烈度明显下降,前3阶固有频率与其它机组接近。     

三明治夹层板振动特性与优化

针对粘弹性材料的频变性,采用模态应变能法求解三明治夹层结构的各阶固有频率及损耗因子,讨论粘弹性材料的厚度、刚度变化对结构的频率和损耗因子的影响,并采用零阶近似法进行模态损耗因子的初步优化设计;最后,对夹层板结构的横向应变动力响应进行探讨。计算结果表明,所提出的建模及计算方法有效,对于三明治夹层板的动力特性研究,考虑芯层的横向应变影响是必要的。     

受压缺陷船体板的振动与衡准

本文采用简易高效的方法分析了受压缺陷船体板的振动问题。首先应用奇异摄动理论计算受压缺陷板的后屈曲，然后给出后屈曲平衡构形上的微幅振动方程，计算受压缺陷船体板的振动频率，提出了船体板振动频率和轴压、残余应力与残余变形关系的一个显式表达式。探讨了焊接残余变形、残余应力对船体板振动频率的影响。文中给出了计算实例，并与试验结果进行了比较，最后应用随机模拟方法对船体板振动频率的概率分布进行了讨论，表明其概率     

加筋薄板简化方式对船体总振动影响的研究

以单向加筋板为主要研究对象,结合正交异性板理论和等效板厚理论提出了适用于振动分析的等效厚度正交异性板简化方法,并与常用的简化方法进行了比较。推导了3种简化方法下的加筋板固有频率的解析公式,并计算了四边简支单向加筋板固有频率。结果表明：本文提出的简化方法在求取单向加筋板低阶固有频率时计算结果与有限元结果前五阶误差在15%以内。文中应用该简化方法计算了一船体梁的固有频率,通过对船体梁甲板的加强筋结构进行简化,将模型总单元数降至原模型的27.6%,采用本文方法计算得到的船体梁垂向前三阶和扭转一阶振动频率优于传统的正交异性板简化方法,较原模型偏差在2.2%以内。说明等效厚度正交异性板简化方法在特定工程领域是可用的,且此法相较之前的方法有一定程度的改进,对相关研究和工程计算具有一定参考价值。     

空间不均匀流场诱发螺旋桨振动的实验研究

[目的]为获得空间不均匀流场诱发的螺旋桨振动随其固有频率的变化关系,进行实验研究。[方法]实验获得两种几何外形相同而材料不同的七叶大侧斜螺旋桨在不同工况下的动应变。实验中的空间非均匀流场由螺旋桨上游400 mm处布置的4阶或6阶尾流窗产生。在尾流窗下游100 mm处布置激光多普勒测试系统,测得流场的轴向速度分布。利用贴在桨叶不同位置的应变片测试系统测得桨叶振动应变。[结果]获得了桨叶振动随螺旋桨转速与尾流窗变化的规律,在均匀来流条件、4阶和6阶不均匀来流条件下,动应变频谱的最大峰值分别出现在轴频、4倍轴频和6倍轴频处。明确了非均匀流场激励下桨叶固有模态对其振动响应的影响,当6倍轴频激励力的频率与塑料桨的固有频率一致时发生共振,桨叶振动的幅度最大。[结论]本研究表明设计人员设计螺旋桨时,除关注其水动力性能外,应考虑其固有频率的影响。     

海洋平台结构振动超标分析方法研究

针对某海洋平台甲板结构振动超标的问题,依次选取甲板板格、加筋板单元以及甲板板架为分析对象,研究了求解平台甲板板格、加筋板单元振动固有频率的解析方法以及板架结构振动固有频率的数值预报方法,对振动超标区的甲板结构振动固有频率进行了计算研究,并与试验结果对比。研究结果表明,平台甲板结构出现振动超标的主要原因是板架结构中加筋板单元的振动固有频率与激励频率重合引起的结构局部共振。所得计算方法和流程可应用于类似工程结构的振动预报和设计,具有一定的工程意义和研究价值。     

船舶柴油发电机组轴系扭转振动影响因素

扭转振动是船舶柴油发电机组固有特性,在机组设计工作中,需分析轴系固有自振频率、各轴段扭振应力、发电机轴电位角和联轴器变动扭矩等,对比计算结果与各自的许用限值,确保轴系运转安全可靠。以典型机组为例,分析机组轴系各部位参数变化对轴系扭转振动的影响,为轴系改进设计提供方向性指导。     

2750 TEU集装箱船的局部振动评估

通过半解析法和有限元法对一艘2750TEU集装箱船进行了机舱、尾部及甲板室的局部振动预报,包括板格、筋和板架的首阶固有频率以及罗经甲板和舷侧板架的固有频率和振动模态。计算表明,2750TEU集装箱船的局部振动性能良好,满足亚临界动态设计的设计衡准。指出对采用低速机的船舶而言,用亚临界动态设计方法是可行的。     

后坐阻力激励下舰炮炮架响应与甲板基座支反力分析

在某舰炮炮架模型和后坐阻力条件下,综合参与系数、有效质量等因素确定了炮架的固有频率阶数,得到具有显著影响的频率阶数及其振型。对炮架受到后坐阻力激励时的瞬态模态动态特性进行分析,得到了最大应力点、最大变形点、最大支反力点等随时间变化曲线,结果较传统静力分析高出1倍左右.对需要重点关注的4阶振型及其振动动能进行剖析,明确沿后坐阻力方向振动的第3阶振型是炮架的主要振动形式。炮架振动过程能量变化表明,后坐阻力激励的过程也是炮架内部应变能、动能不断耗能的过程,后坐阻力传递到甲板基座存在衰减;支反力沿圆周方向非均布分布,存在四处支反力最大部位。     

半潜式平台大肘板局部切割作业的结构应力监测与分析

某半潜式平台立柱与浮箱间的8个大肘板需要在坞修中拆除并更换新的大肘板,通过结构有限元方法可以分析大肘板拆除过程的安全性,但在坞修中平台外部载荷和支撑条件的不确定性为建立精确的有限元模型带来困难。文章针对一处大肘板,提出了一种应力释放局部切割流程和应力监测方案,采用光纤光栅传感器对应力释放过程中大肘板及附近8个关键位置的应变情况进行了实时监测。采用Mises屈服准则计算得到局部切割过程中各测点的相当应力,分析了局部切割过程中不同位置的应力变化特点。分析得到切割前8个关键位置的初始应力状态,为有限元模型提供校核依据,最终获得了经过验证的有限元模型,为进一步研究切割方案安全性和分析新大肘板初始应力状态奠定基础。     

汽轮给水泵机组振动频率特性分析

对汽轮给水泵机组进行振动测试,分析其振动频率特性,有以下结论:泵机叶频、倍叶频以及汽轮机转子叶频较为明显;机组振级在较低频段内和在中、高频段内较大,且在较高频段内呈现随着频率增大而增大的趋势;机组公共机架处的振动,水泵比汽轮机贡献要大;水泵出口处的振动对机组公共机架有较大影响.通过利用浮筏隔振效果估算该型设备对舰艇辐射噪声贡献较大的频率.根据分析结果,提出了如何降低水泵的叶频以及叶频相关频率、汽轮机的叶频,以及机组振动中高频连续谱成分的改进建议.     

汽轮给水泵机组振动频率特性分析

对汽轮给水泵机组进行振动测试，分析其振动频率特性，有以下结论：泵机叶频、倍叶频以及汽轮机转子叶频较为明显；机组振级在较低频段内和在中、高频段内较大，且在较高频段内呈现随着频率增大而增大的趋势；机组公共机架处的振动，水泵比汽轮机贡献要大；水泵出口处的振动对机组公共机架有较大影响。通过利用浮筏隔振效果估算该型设备对舰艇辐射噪声贡献较大的频率。根据分析结果，提出了如何降低水泵的叶频以及叶频相关频率、汽轮机的叶频，以及机组振动中高频连续谱成分的改进建议。     

基于ANSYS大型矿砂船舱口盖的模态分析

基于ANSYSWorkbench建立大型矿砂船舱口盖三维模型,分析计算了舱口盖固有频率和固有振型,计算结果表明船体的激振频率在舱口盖固有频率范围内,因而在其结构设计时需要考虑共振问题。随着振动阶次升高,舱口盖的振动逐渐由整体振动转变为局部振动,刚度越小、振动越剧烈。模态振型分析可为舱口盖结构优化和破坏部位预测提供计算依据,更为船体设计减振措施提供理论指导。     

填充芯材的双层加筋板振动特性研究

为了研究填充芯材对双层加筋板振动特性的影响,设计制作一个填充聚氨酯芯材的双层加筋板模型,同时制作一个未填充芯材的双层加筋板作为对照。对2个模型进行振动试验,研究填充芯材对该结构振动特性的影响,并与有限元仿真结果进行对比分析。结果表明：两类加筋板前4阶固有频率和均方振速曲线与有限元仿真结果一致性较高,说明了有限元方法的准确性。填充芯材之后,结构固有频率有一定程度上的降低,对应模态振型未发生明显变化。从减振效果来看,填充芯材之后,均方振速总级大幅下降,说明该复合材料结构具有良好的减振效果。在验证有限元方法的准确性后,还通过仿真手段研究了填充芯材对该结构振动特性影响的主要因素。     

直叶桨型科考船艉部振动

针对某直叶桨科考船,运用有限元法,参考CCS《船舶振动控制指南》的相关要求,对其艉部区域振动固有频率进行计算,研究甲板板架、船底板架和舱壁板架固有频率计算的边界条件。讨论使用艉部舱段模型计算艉部固有频率的建模范围和附连水施加方法。结果表明,对于甲板,板架垂向建模范围要延伸到二甲板处;船底板架,垂向建模范围要延伸到平台处;横舱壁建模范围在纵向要延伸3个肋位。采用局部舱段模型计算艉部固有频率时,推荐建模范围为1/4船长;流固耦合法和刘易斯法2种附连水施加方法计算结果差异较大,推荐使用流固耦合法。     

波纹夹层板固有频率的一阶Zig-Zag理论计算方法

在波纹夹层板微振动时,认为面板不仅承受弯曲作用,还承受剪切作用;心层承受剪切作用,同时仅承受波纹母线方向的弯曲作用。在夹层板的上下面板和心层分别应用一阶Zig-Zag理论,根据波纹心层的具体形状,列出夹层板的几何方程。通过Hamilton原理,建立夹层板的微振动微分方程。根据边界条件,用双傅里叶级数的方法求解方程,确定特征值,求得夹层板的振动频率。经过算例验证,该方法计算的前8阶固有频率与有限元法或其他文献结果相吻合。     

玻璃钢游艇船底结构振动特性分析

为分析玻璃钢游艇艇底结构的振动特性,文章采用有限元法对玻璃钢艇底结构进行模态分析,分析横纵肋板厚度对结构振动的影响。结果表明:增加横肋板厚度会使艇底结构固有频率减小,而纵肋板厚度增加造成艇底结构固有频率升高;建造游艇时,更应注意肋板的选取对艇底结构振动特性的影响。     

某船用风力发电机叶片降噪设计

为降低风力发电机叶片噪声,探索从形貌优化到降低风叶噪声的解决方案。根据薄壁结构高刚度形貌优化以提高某阶模态频率为优化目标的特点,通过对风叶结构模态分析,为形貌优化确定合适的目标模态。以风叶几何形状作为设计变量,体积作为约束函数,第一阶固有频率作为目标函数,对风叶结构进行了形貌优化。优化结果表明:改进后风叶第一阶固有频率值由42.3 Hz提高到57.6 Hz,提高了36.2%。在相同的激励下,优化得出的结构具有更多的振动衰减时间,从而达到减少振动以及噪音的目的。     

裂纹损伤对典型船体结构振动频率的影响规律研究

为研究裂纹损伤对典型船体结构振动特性的影响,选择加筋板作为典型船体结构,选择穿透性裂纹作为典型损伤形式。首先利用数值仿真和模型试验对带有裂纹的结构模型固有频率计算方法进行了研究,在此基础上针对边裂纹和中间裂纹2种形式进行了大量的仿真计算,得到模型各阶固有频率、频率变化率随裂纹位置和长度变化的规律。研究结果表明,结构各阶固有频率以及频率变化率对裂纹较为敏感,可以作为裂纹识别的特征参数。同时,试验和仿真计算结果数据也可以为裂纹损伤识别研究提供训练样本和验证样本。     

船舶双层底框架的模态分析

采用有限元方法,对主机机舱双层底框架进行模态分析,分析板厚和肋对结构振动模态的影响.结果表明,增加船舱板厚度会使结构刚度和固有频率上升,但与单板所呈现的同阶频率等幅增大的规律不同;肋对结构振动模态的影响比较复杂.分析指出工程中更应注意肋的选取.