【摘要】：船舶振動(dòng)是船舶設(shè)計(jì)優(yōu)劣的重要參考之一。研究船舶尾部結(jié)構(gòu)固有頻率計(jì)算,并分析船舶尾部結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的影響因素,對(duì)指導(dǎo)該類(lèi)船舶尾部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有工程實(shí)用價(jià)值。本文在振動(dòng)理論的指導(dǎo)下,針對(duì)常規(guī)螺旋槳推進(jìn)的船舶尾部結(jié)構(gòu),開(kāi)展了尾部振動(dòng)固有頻率計(jì)算、振動(dòng)試驗(yàn)研究、尾部振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算及基于尾部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的振動(dòng)響應(yīng)控制研究。本文對(duì)于尾部固有頻率計(jì)算研究主要包括船底板架固有頻率分析、板架曲率對(duì)舷外附連水質(zhì)量影響和尾部艙段固有頻率計(jì)算。對(duì)尾部船底板架固有頻率研究表明,船底板架建模范圍垂向宜延伸到平臺(tái)結(jié)構(gòu)。舷外附連水質(zhì)量計(jì)算可采用虛擬質(zhì)量法。通過(guò)研究板架曲率對(duì)舷外附連水影響表明:對(duì)于研究研究板架而言,在相同模態(tài)下,與公式法計(jì)算結(jié)果相比,曲率對(duì)舷外附連水質(zhì)量的影響在15%以?xún)?nèi)。對(duì)尾部艙段固有頻率研究表明,采用混合模型計(jì)算尾部艙段固有頻率時(shí),各階固有頻率計(jì)算結(jié)果相近,因此混合模型中的艙段模型建模范圍可由尾部局部振動(dòng)關(guān)系的區(qū)域決定;僅采用艙段模型計(jì)算尾部固有頻率時(shí),尾部艙段模型應(yīng)建到船體梁一階垂向振動(dòng)節(jié)點(diǎn)附近的主橫艙壁處。對(duì)某船尾部結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)試,并與數(shù)值仿真的計(jì)算結(jié)果對(duì)比。有限元法計(jì)算尾部結(jié)構(gòu)振動(dòng)固有頻率結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)試的結(jié)果接近。因此采用有限元法可較為準(zhǔn)確的計(jì)算船舶尾部固有頻率;虛擬質(zhì)量法可較準(zhǔn)確的模擬舷外水對(duì)船舶尾部振動(dòng)影響�；谀B(tài)疊加法計(jì)算尾部結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng),得到了計(jì)算點(diǎn)的響應(yīng)速度隨著螺旋槳轉(zhuǎn)速變化的曲線(xiàn),并對(duì)該船振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行校核評(píng)估。之后采用控制變量法,研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素對(duì)尾部振動(dòng)的影響規(guī)律。研究表明尾部合理布置水艙,改變肋板厚度和縱骨尺寸可以改善船底板架的振動(dòng)影響,而合理布置支柱對(duì)甲板板架振動(dòng)的控制有良好效果,改變阻尼和設(shè)置縱艙壁可以有效地減小船舶尾部振動(dòng)。根據(jù)各種措施對(duì)尾部振動(dòng)的影響規(guī)律,采用組合方案能更好地控制尾部振動(dòng)。本文的研究結(jié)論,對(duì)該類(lèi)船舶尾部振動(dòng)控制的設(shè)計(jì)提供一定的參考。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)艦船研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U661.44
【圖文】：

計(jì)算成本高，一般用于研究總體振動(dòng)和局部耦合振動(dòng)情況。Bezier 等分析了引起船舶振動(dòng)的主要激勵(lì)源以及激勵(lì)特點(diǎn)，通過(guò)有限元法預(yù)報(bào)船體總振動(dòng)和尾部振動(dòng)在主機(jī)和螺旋槳激勵(lì)情況下的振動(dòng)水平[14]。Annicchiarico C 分析螺旋槳激勵(lì)力的特性，通過(guò)整船模型計(jì)算了尾部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)[15]。Yucel 基于數(shù)值仿真的方法，對(duì)某船的尾部振動(dòng)和整體振動(dòng)特性進(jìn)行研究，研究基于整船模型，比較干濕模態(tài)下的船體的固有頻率變化[16]。此外 Boote[17]、Senjanovic[18]和 Soal，Keith[19]建立整船有限元模型，研究總體振動(dòng)和尾部振動(dòng)特性。在國(guó)內(nèi)，任慧龍對(duì)某三體船，使用整船模型計(jì)算整船振動(dòng)和尾部振動(dòng)固有頻率，研究其振動(dòng)特性[20]。史豐榮等建立鋪石船的整船的有限元模型，分析了船舶總體和尾部固有頻率，計(jì)算了鋪石船的振動(dòng)響應(yīng)[21]。溫華兵等建立 36 m 全回轉(zhuǎn)拖輪的整船有限元模型，分析船體結(jié)構(gòu)整體模態(tài)和尾部局部模態(tài)。并且討論拖輪的主要振源研究尾部振動(dòng)響應(yīng)[22]。趙亮等基于 ANSYS 建立某巡邏艇整船的有限元模型，并計(jì)算該艇在激勵(lì)力作用下的響應(yīng)，并將計(jì)算得出的響應(yīng)曲線(xiàn)與實(shí)驗(yàn)測(cè)試的結(jié)果比較，得到了較為滿(mǎn)意的果[23]。徐芹亮等研究了大型豪華游艇的固有頻率及強(qiáng)迫振動(dòng)計(jì)算，討論了修改局部結(jié)構(gòu)的方法進(jìn)行振動(dòng)控制[24]。

圖 1.2 尾部艙段模型模型模型計(jì)算船舶尾部固有頻率時(shí)，邊界條件對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較界條件一般是難以確定。因此為了模擬邊界條件的影響，研型與中首部一維梁相結(jié)合的混合模型。混合模型在一定程度度和建模的工作量，因此在研究船舶尾部振動(dòng)特性和尾部響被選擇使用。索志強(qiáng)和郭日修以某實(shí)船為研究對(duì)象，建立混從船舶體總振動(dòng)特性和尾部振動(dòng)特性等方面考慮，驗(yàn)證了混性[28]。金咸定等基于 Natran 建立了某高速艦艇的混合模型，在動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行預(yù)報(bào)，結(jié)果顯示，響應(yīng)預(yù)報(bào)值與實(shí)測(cè)結(jié)果基本一[29]。郭列等結(jié)合艦艇的設(shè)計(jì)和建造實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，研究了艦艇尾性的問(wèn)題，研究結(jié)論對(duì)尾部固有頻率的計(jì)算和尾部振動(dòng)響應(yīng)0]。夏利娟等探討了混合模型的連接問(wèn)題，研究艙段模型與中

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2723437