船体局部甲板固有频率计算方法比较

船体局部振动直接受船体甲板的固有频率影响。对于主机转速较高的船,提高设计阶段甲板固有频率的计算精度可有效降低局部船体共振风险。对比采用经验公式法和有限元法计算船体甲板固有频率的不同,分析各种经验计算方法的适用范围,提出准确计算甲板固有频率的有限元法边界条件设置方法,并采用实船测试结果对本文的计算方法进行验证。有关结论对于在设计阶段如何进行船体甲板固有频率计算有较大的参考价值。     

轴系运行工况对轴系-基座-壳体耦合振动影响研究

螺旋桨推进轴系与船体艉部耦合振动是制约船体减振降噪的重要因素,研究其成因机制和影响因素对于识别和有效控制船体艉部振动和噪声具有重要意义。故从轴系运行状态着手,基于有限元转子动力学理论,对轴系-基座-壳体耦合振动影响因素如轴系运行工况、校中状态及激振力等进行分析。在直线校中状态下,选定轴系四种运行工况,运用雷诺方程计算各工况下支撑轴承压力分布及八动力特性参数,引入轴承润滑油膜和水膜刚度和阻尼矩阵,将各支撑轴承离散成多点支撑,在此基础上建立轴系-基座-壳体系统有限元模型,计算多激励下系统动力响应,采用有限元功率流分析各工况下支撑轴承传递特性对系统耦合振动的影响。结果表明,不同工况下轴承支撑特性会导致系统耦合振动特性不同,经轴系传递到壳体上的功率流也会产生相应变化,最终将会引起不同的辐射噪声。     

主机与螺旋桨激励下某型散货轮船体振动差异特性研究

船舶的低频振动与水下辐射噪声是船舶最主要的噪声源,该振动噪声频谱通常分布在80 Hz以下的频段内,该频段内噪声源主要由主机激励和螺旋桨激励两部分构成。利用有限元法,基于某30 000 DWT型散货轮实际船型的尺寸和主机的安装位置建立带有主机、轴系、螺旋桨的船体有限元分析模型,进行模态分析,得到整船的固有特性。并在此基础上,分别计算主机机座垂向激励和螺旋桨轴向、垂向激励下整船的振动传递函数,获取两激励源引起船体振动的差异特性,为船舶动力系统设计与船体振动噪声控制提供参考。     

水下爆炸近距气泡作用下船体箱型梁损伤特性数值模拟方法研究

为了研究水下爆炸近距气泡作用下船体结构损伤特性的数值模拟方法,以某实船缩比试验模型——箱型梁为仿真对象,应用MSC-DYTRAN非线性瞬态有限元分析软件,建立了船体箱型梁在水下爆炸近距气泡作用下的仿真模型,欧拉水域中考虑静水压力场,采用开放式流场边界技术处理流场边界,应用自适应网格技术处理多材料多欧拉域,引入修正的冲击波压力场对冲击波作用阶段进行修正。对冲击因子为0.236的典型试验工况进行数值模拟,分析了箱型梁在近距气泡作用下的破坏机理,并将数值计算结果与试验结果进行对比,结果表明:船体结构与气泡相互作用规律、船体结构的破坏模式及典型部位的应变时程曲线与试验结果吻合良好,两者误差在25%以内,该方法为利用数值手段研究爆炸气泡对整船的毁伤特性提供了一个有效的解决途径。     

用混合有限元模型分析船体振动问题研究

对混合有限元模型应用于船体振动分析的方法进行了讨论，并建立了某船的混合有限元模型，分别对其船体总振动和局部振动进行了计算．计算结果表明，混合有限元模型的总振动计算结果略小于迁移矩阵法，而局部振动计算结果与孤立模型存在较大差异．     

三体高速船舱室噪声预报与控制

利用VA One软件对某三体船进行舱室噪声预报与控制方法研究。首先对船体进行简化建立整船模型,并对模型施加外部激励,预报各舱室的噪声水平。再应用VA One软件对不同吸声材料的吸声性能进行模拟计算,考察声腔子系统的能量输入关系。根据能量贡献量的大小混合使用不同吸声材料对指定舱室进行噪声控制处理,得到了较好的降噪效果。     

浮动冲击平台对应实船冲击环境判别分析

由于浮动冲击平台自身结构与实船存在差异,使其在水下爆炸过程中提供给设备的冲击环境较难与实船建立对应关系。为使浮动冲击平台不同工况所得设备抗冲击能力能反应不同排水量舰船及舰船不同位置的设备抗冲击性能,对4艘不同排水量舰船在水中爆炸冲击波作用下垂向滤波效应进行研究;对不同工况下浮动冲击平台与设备连接处的冲击谱参数用Fisher方法与舰船内外底谱参数判别分析,并通过数值仿真验证判别结果的合理性。结果表明,排水量较大船体滤波效应较明显,无上层建筑一甲板较船体内部二、三甲板冲击环境恶劣。通过多元统计分析判别方法建立的实船与浮动冲击平台考核设备冲击环境对应关系,对舰船设备考核具有一定指导意义。     

FE-SEA方法在平台支持船噪声预报中的应用

平台支持船由于作业需要通常配备有动力定位系统,其在侧推工况下舱室噪声超标较为严重.针对这个问题采用计算流体力学(CFD)方法,得到侧推螺旋桨作用在导管上的脉动压力,并将时域计算结果转换成噪声计算的激励条件.采用有限元(FE)与统计能量分析(SEA)混合方法建立船体中频段FE-SEA耦合模型并建立船体高频段SEA模型,对...     

三体船在迎浪不规则波中的运动和载荷试验研究

通过三体船自航模型试验,对三体船迎浪不规则波下的运动和载荷状态进行对比和分析。统计不规则波下运动特征值,分析船体纵摇、升沉以及主船体加速度随浪级和航速的变化规律;在船体模型上合理的布置传感器,对不规则波下船体剖面载荷纵向分布进行研究,并分析浪级和航速变化对于载荷的影响;统计船艏上浪的次数和船体表面压力的极值,研究压力极值随船长、型深以及片体内外侧的分布规律,给出不规则波下浪级和航速对波浪砰击载荷的影响。经一系列的模型试验,为三体船的设计以及后续的结构强度评估提供支持。     

基于非线性数值模拟的工程船靠泊响应研究

采用附加质量模型,对工程船的靠泊碰撞进行有限元数值模拟。研究了停泊船及橡胶护舷在靠泊船冲击力下的响应。根据最大靠泊力、吸能比、靠泊极限速度及对船体的冲击响应等指标分析了方型、半圆型及混合型橡胶护舷的表现,从船体结构安全性角度出发对护舷结构的型式选取提出建议。     

燃料电池轿车驱动电机振动分析及其对室内噪声的影响

通过声振实验测量了燃料电池轿车不同匀速行驶工况下的车内噪声和主要零部件的振动状况,实验结果表明高速工况下驱动电机单元成为车内噪声的主要来源。并在ADAMS中建立了驱动电机与副车架刚柔耦合振动仿真模型,分析了柔性副车架对振动系统模态的影响。     

邮轮舱室结构振动预报与控制

基于有限元法（Finite Element Method,FEM）,对邮轮进行振动预报。分析了邮轮的几个主要的振动源,包括主机、辅机以及螺旋桨等动力设备的振动激励特性,运用Patran软件建立邮轮振动预报有限元模型,并对邮轮进行了振动计算分析,取振动加速度值均方根结果与ISO6954- 2000E标准的限值进行比较评价。计算结果表明：除了第七甲板局部舱室以外其余各处均满足振动标准,并发现第七层甲板局部舱室在11Hz下振动严重超标,分析原因是由于螺旋桨工作引起的局部舱室共振。针对局部舱室振动过大问题,提出在振动过大区域的甲板下方焊接L型钢以降低振动量,改进后第七层甲板最大振动加速值较之前减小56.7%,满足标准要求。     

附加自由阻尼梁高频响应的能量有限元方法模型

能量有限元方法(EFEA)是一种预示结构高频响应的新方法。为了利用能量有限元方法准确的预示附加阻尼结构的高频响应,将复刚度法与能量有限元的相关理论相结合,同时对现有的能量有限元推导思路进行了大结构阻尼条件下的修正,推导了大阻尼工况下,附加自由阻尼梁结构高频振动响应的能量密度控制方程。同时,通过对阻尼处理交界面处能量转移关系的分析,建立了经过局部附加阻尼处理的梁结构高频响应的能量有限元模型。通过与各自工况下模态解析解的对比,所建立的能量有限元方法模型可以准确的预示大结构阻尼工况下附加阻尼梁的高频响应。     

100m新型极地探险邮轮振动特性研究

建立了新型极地探险邮轮的有限元模型,利用虚质量法计算了整船湿模态,并与激励力主频对比,初步验证整船结构振动特性设计的合理性。通过频响分析方法计算了振动速度-激励力的导纳矩阵,测试了航行时船尾底板和主机机脚处的振动速度,利用测试振动速度和导纳矩阵反推出螺旋桨和主机激励力。将得到的螺旋桨和主机激励力加载至有限元模型中,计算各个舱室的振动速度,并与舱室振动速度测试值对比,误差在工程允许范围内,验证了激励力的准确性。在有限元模型上单独加载螺旋桨和主机激励力,计算各个舱室的振动速度,分析两种激励源对各个舱室振动速度的贡献率,为新型极地探险邮轮的前期振动评估和后期振动控制提供针对性参考。     

边界摩擦条件下含有预紧的对合碟簧隔振单元的振动特性

为研究对合碟簧的摩擦对隔振单元振动特性的影响,设计了一种存在预紧的对合碟簧隔振单元,建立了考虑边界摩擦条件下对合碟簧组的刚度模型。通过准静态加载试验验证了该刚度模型的正确性;并提出了该碟簧隔振单元的非线性动力学模型,应用平均法对对合碟簧隔振单元的自由振动进行分析,得出影响系统自由振动频率的各项因素;对基础激励下对合碟簧隔振单元的受迫振动进行分析计算。结果表明:在小位移振动条件下,该碟簧隔振单元可近似等效成非线性黏性阻尼系统,且附加支持力系数仅影响系统脱离频率,刚度三次项系数值的选取越大越不利于系统隔振;在大位移振动条件下,计算得到了系统存在异常跳跃状态与全频域内传递率系数T′d≤0状态,并说明这两种状态与黏性阻尼系数以及附加支持力系数间的联系。     

基于MSET和SPRT的内燃机气阀机构振动监测

提出了一种基于多元状态估计(Multivariate State Estimation Techniques,MSET)和序贯概率比检验(Sequential Probability Ratio Test,SPRT)的内燃机气阀机构振动监测方法.在该方法中,首先建立正常工况下各监测参数之间的关联模型;然后根据系统当前观测特征向量与各建模样本特征向量之间的相似性程度,使用MSET对当前观测特征向量进行估计,得到与观测特征向量相对应的估计残差;最后使用SPRT对观测特征向量的估计残差进行均值和方差检验,确定系统的工作状态.试验中,通过设置不同的气阀间隙大小来模拟内燃机气阀机构不同程度的异常工况,以整周期缸盖振动信号幅值域特征作为系统工况监测参数.试验结果表明,MSET可有效增强故障状态下的信号特征呈现,而SPRT可在较少的周期内实现内燃机气阀机构异常工况的识别,MSET和SPRT的结合有效地实现了对内燃机气阀机构异常工况的早期监测.     

超大型散货船总振动计算及动力响应预报与控制

采用有限元法对209000 DWT Newcastle-Max型散货船的船体梁振动特性和上层建筑在主机激励下的强迫振动响应进行数值分析。重点研究船体梁振动力学模型建模、主机机架振动计算和不平衡力矩加载等关键技术,对典型减振装置--平衡补偿器和顶部支撑的减振效果进行评估。计算表明,该船采取的减振措施效果显著,振动性能满足ISO 6954的振动评价标准。     

计及附加质量系数变化效应的立管涡激振动时域响应研究

针对海洋立管涡激振动问题提出了一套时域预报数值方法,引入附加质量单元,能够计及附加质量系数变化效应对立管模态分析及涡激振动预报的影响。基于上述方法对均匀流工况以及线性剪切流工况下立管模型的涡激振动响应进行分析,并与相应试验结果的均方根位移及曲率、应变及位移响应时历曲线以及响应幅值谱进行了对比。结果表明,本文模型能够有效预报海洋立管涡激振动响应,且与传统数值模型相比,本文模型预报结果与试验数据更为吻合,可以较好地体现附加质量系数变化效应对涡激振动预报较为明显的影响。     

175m散货船局部结构的模态分析

概述175m散货船的总体情况,并对其主要振动与噪声源进行分析.应用有限元分析软件ABAQUS,对船体局部液舱结构建立有限元模型并确立载荷和边界条件,通过流固耦合方式,完成模态计算分析,并依据分析结果对生产设计进行改进,为相关船型的噪声与振动控制提供参考.     

船体结构极限海况下逐次崩溃行为研究

研究船体结构在极限海况下所遭受的载荷以及相应的结构逐次崩溃行为对于确保在航船舶的安全或是设计出合理安全可靠的船舶结构,具有重要的意义。在该文的研究中,首先用基于势流理论的三维奇点分布法进行作用于船体的载荷和船体运动的计算;将得到的随时间变化的载荷施加到整船结构模型上;然后运用MSC.Marc软件,考虑几何非线性和材料非线性,进行结构逐次崩溃分析,可得到结构的极限承载能力。在明确作用于船体的外力和结构的耐力以后,即可进行船体结构安全性评估;可通过加大崩溃区域的板厚或加强筋尺寸的方式来提高结构的承载能力,增加船体结构的安全度。