船体变形对轴系固有频率及振动响应的影响研究

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1、分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目船体变形对轴系固有频率及振动响应的影响研究英文TheStudyoftheEffectofHullDeformationonShip题目PropulsionShafting’sNaturalFrequencyandVibrationResponse研究生姓名安丰宝姓名杨平职称教授学位博士指导教师单位名称交通学院邮编430063申请学位级别硕士学科专业名称船舶与海洋结构物设计制造论文提交日期2014.4论文答辩日期2014.5学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年4月万方数据独创

2、性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行

3、检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据武汉理工大学硕士学位论文1摘要当今关于船体推进轴系固有频率和振动响应的计算和分析一般将船体直接当做刚性体来处理的，即将轴支承的另外一端直接固定处理。然而由于船体虽然具有一定的刚度，但在实际运营中会因为内部货物的装载和外部波浪等载荷的作用而发生船体变形。特别是近几年来随着高强度钢在船舶建造中的广泛应用，船体的刚度有所下

4、降、柔度有所上升，这就使得船体的刚度与推进轴系刚度的差别越来越小。这也导致根据传统不考虑船体变形对轴系固有频率和振动响应影响的计算方法所得到的结果会与实际值差距过大。所以，随着对研究精度要求的越来越高及船体刚度的相对下降，在处理船舶轴系固有频率和振动响应问题时，必须考虑船体变形的影响。为了得到船舶轴系在考虑船体变形和不考虑船体变形时其固有频率和振动响应的区别，本文以某8530TEU大型集装箱船舶的推进轴系为研究重点，建立了轴系—船体混合模型，并通过分别计算此模型在不考虑和考虑船体变形的轴系固有频率和振动响应的区别，来说明在处理此类问题时考虑船体变形

5、的必要性。本文主要研究工作如下：（1）利用大型有限元处理软件ANSYS建立了目标船舶的全船有限元模型，并通过分析得到了不同工况下的波浪载荷，在将上述波浪载荷用APDL语言加载后，计算出了轴支承与船体接触位置处的变形值。（2）介绍了轴系振动的分类、危害及相关预防或改善措施，及用于不同振动类型固有频率和振动响应计算的模型和方法。（3）计算得到了螺旋桨在78rpm、进速系数为0.4时产生的螺旋桨轴承力。（4）计算了船体—轴系模型在不考虑和考虑船体变形影响时固有频率的变化，并将计算得到的螺旋桨轴承力作为船体—轴系混合模型的激励力，计算得到了轴系尾端螺旋桨处

6、的节点在计入船体变形和不计船体变形两种不同情况下的振动响应值。（5）根据所得的轴系在考虑船体变形和不考虑船体变形两种不同情况下的固有频率和振动响应值，分别分析了船体变形对轴系固有频率及振动响应的影1本论文的研究得到下列项目的资助：国家自然科学基金重点项目（项目编号：51139005）I万方数据武汉理工大学硕士学位论文响规律。关键词：推进轴系，船体变形，固有频率，振动响应，影响II万方数据武汉理工大学硕士学位论文AbstractNowadays,whenanalyzingandcalculatingshippropulsionshafting’sna

7、turalfrequencyandvibrationresponse,shiphullisgenerallyregardedasarigidbody,thatistosay,applyingfullconstrainttotheshaftingbearing’sendneartotheshiphull.However,althoughtheshiphullhasacertaindegreeofrigidity,hulldeformationwouldoccurdefinitelyduringtheship’sactualoperationowing

8、totheinternalcargoandexternalwaveload,etc.Withthewideuseofhig