对于船舶上建结构局部振动频率的分析

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1、对于船舶上建结构局部振动频率的分析摘要：当船舶在海上航行时，由于受到风浪波动的影响，船体结构的振动是不可避免的。船舶振动过大不但会对船上的船用设备产生影响，也会造成船体结构的损坏，甚至会危害船上人员的生命安全。所以在船舶的设计阶段，必须考虑船舶局部结构的振动频率问题，并采取办法对其加以控制。本文介绍了船舶振动的发展现状，具体从船舶振动的危害、现象和振源等方面，针对船舶上建结构的振动频率问题进行了简要分析。关键词：船舶振动；局部振动；上建结构；上层建筑整体纵向振动固有频率在船舶结构的整体设计中，船舶局部振动是

2、不可忽视的一个重要指标。近年随着我国海上船舶业的蓬勃发展，船舶的设计引入了更多的科技元素，并且功率越来越大。但是，船舶的上建结构因为有别于传统设计且刚度有所减弱，所以当船舶振动频率过大时，上建结构就会产生严重振动，威胁整个船体的安全航行。一、船舶振动虽然船舶在海上航行时，受波浪的影响较大。但是船舶振动的主要来源还是船舶中的各种机械。在船舶内部的机械、轴系、螺旋桨等部件运转的激励下，船舶的总体或者局部就会引起结构上的振动，这就是船舶振动。（一）船舶振动的振源船舶的结构是非常复杂的，它有许多的局部结构和船用设备

3、，并且现在的船舶加装了许多高精密的电子仪器，对操作环境的要求又很高，所以船舶结构的振动首先对这些精密的船用设备来说，就是极大的威胁。实际上，船舶结构就是一种复杂的组合弹性体，如果按照振动的分布范围来说，船舶振动可以分为总体振动和局部振动；按照船体受力的角度讲，又可以分为自由振动和强迫振动。因为在船体中机械众多，所以船舶是一个多振源系统，这种机械给船体带来的振动动力我们称之为“激励”forthequalityofreviewsandreview.Article26threview(a)theCCRAcompl

4、iance,whethercopiesofchecks;(B)whetherdoubleinvestigation;(C)submissionofprogramcompliance,investigationorexaminationofwhetherviewsareclear;(D)theborrower,guarantorloans。它们都是对船体有害的因素。船舶中主要的激励来源有螺旋桨、机械（包括主机、发电机、发动机、水泵、通风机等）和波浪。其中大部分的振动激励来自于螺旋桨。因为在船舶中，螺旋桨桨叶通

5、过转动将水动力传承给桨轴，再由桨轴传给船体产生轴承力，另外螺旋桨也将水表面上的脉动水压力传送给船体，所以轴承力和水面的表面力是螺旋桨的主要激振来源，也就是桨激励的两种形式：轴频激励和叶频激励。影响螺旋桨系统激励的因素主要和桨叶的形状参数，船尾部的设计造型以及航行速度有关。螺旋桨在船的尾部工作时，会让桨叶周围的水受到船体运动的影响而产生桨漩涡涡流，这种追随船体运动的水涡流就叫做伴流，这是由叶频激励产生的。这些水伴流会在船后形成一股具有轴心向的伴流场。所以说如果将轴向伴流速度设定为Ua，进入螺旋桨盘面上的水流速

6、度为Va，航速为Vs，那么航速、进速和轴向伴流速度三者之间的关系就是Va=Vs-Ua。船舶是一个复杂的弹性组合体，所以它和局部机械的联系是很多的。例如和柴油机。船舶柴油机在工作时会对船舶的局部产生干扰力，这主要是由柴油机运动部件的惯性形成的一种不平衡的力矩，即气体爆炸压力产生的侧向压力和倾覆力矩。因为柴油机的机座与船体是一个有效的弹性体，所以柴油机在运行时就会给船体带来扭转振动，这也是一种由船舶内部的动力系统带来的船舶振动现象。在船舶振动的问题研究上，从上个世纪初就认为船舶的主要振动来源于螺旋桨的旋转。70

7、年代末，船舶业有了更进一步的发展，低转速高效率的螺旋桨被广泛应用。这种新型的螺旋桨不但转速高、动力大，而且激振力小。另外，船舶柴油机的使用也改善了发动机的燃油量，降低了发动机的工作负荷从从而减小了其由动力过大带来的振动，所以相应的发动机的激振力就有所增大。引起船舶振动的最初因素还是来自于自然，那就是波浪。波浪对于船体的瞬间冲击力会造成船体结构的振动。由于海上气候变幻莫测，当船舶运行在恶劣天气的海面上时，不但会造成船体本身的振动，严重时也会直接导致船体损坏这样的重大事故。波浪对船体的冲击也是船舶振动的最原始影

8、响因素。如果船舶的上建结构不够稳定和坚固，那么当波浪来袭，它所带来的瞬态振动就会让船体产生剧烈的振动，这种流体冲击载荷作用下瞬态响应的剧烈程度和航速以及船舶上建结构的设计有关。（二）船舶振动的危害forthequalityofreviewsandreview.Article26threview(a)theCCRAcompliance,whethercopiesofchecks;(B)whetherdoublein