散货船锚机底座的振动分析【毕业设计+开题报告+文献综述】

《散货船锚机底座的振动分析【毕业设计+开题报告+文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、本科毕业论文开题报告船舶与海洋工程散货船锚机底座振动分析一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1.船舶振动特性的研究现状船舶结构是由杆、梁、板、壳等构件组成的弹性体，船体构件的质量与刚度具有分布的性质，包含了无限个质点。船舶受波浪和机械设备产生等多种载荷作用将产生结构振动，理论上是将这类具有无限个自由度的弹性体振动，简化为有限个自由度系统进行振动分析。船舶振动是在50年代后半期才开始蓬勃发展起来的一门学科，是研究船体结构振动以及与船体结构振动有关的动力装置、船型等问题。20世纪60年代后，随着电子计算机和有限元理论的发展，目前己广泛采用有限

2、元技术分析复杂的弹性体结构的振动。能量法。应用求解船舶自由振动的方法很多，有瑞利法、西曼斯曼法等。能量法的基本原理是应用能量守恒定律。瑞利法是将船体结构振动简化为单自由度系统的振动，它是计算弹性系统振动的基础，具体做法是假设振形函数，满足几何的(即端点的位移和转角)边界条件，将船体结构振动系统中最大动能与最大位能相等。迁移矩阵法。船体的振动采用这种方法是较适宜的。它是将整个船体考虑为一根变剖面梁，分成若干段具有均匀刚性、质量分布的等直梁，从微段的微分方程出发，列出剖面的状态参数(包括该处的变形和内力)构成状态矢量，考察各微段结合处的状态矢量在经过一个微

3、段以及结合点处的传递和变化关系，并与船体两端的边界条件相结合，从而得到振动系统的数值解。有限元法。船体结构的有限元计算已经扩展到三维舱段立体结构计算或整艘船舶全部结构的有限元计算，船体各细部可以真实的反映在计算中，使结构计算达到相当的精确和详细程度。对于一些技术密集型船舶、高性能船舶、特种新型船舶，传统的船舶设计规范很难满足其设计需要，有限元方法就成为这类船舶结构设计必不可少的工具型船近似估算法。由于船舶振动问题的重要性，要求在船舶设计的早期估算船体振动的固有频率，以便为方案设计提供资料，把可能发生的振动隐患消灭于未然。但在船舶设计的早期，详细计算所需

4、要的一些原始数据，如剖面惯性矩、质量与浮力的分布曲线等尚未得到，要进行较为深入的计算是不可能的，因此，需要用型船的资料，近似估算船体振动的固有频率。2．有限元法在船舶的锚机底座振动计算中的应用有限元法也称有限单元法或有限元素法，是计算机辅助工程CAE的一种，有限元方法已成为工程结构分析中应用最广泛、最有效的数值方法之一。在我国造船领域，有限元技术的发展始于20世纪70年代，经过多年的研究开发，一些专用软件广泛应用在船舶设计、计算中，对我国船舶事业的发展作出了重大的贡献。至今，亦已成为船舶设计中常用的一种方法。在用有限元法率计算时，首先将结构离散成很多单

5、元，如板元、膜元、梁元、杆元等，通过节点连接而构成计算模型。在此基础上计算单元刚度矩阵，再组装构成整个结构的刚度矩阵;同时，采用相应的办法(如集中质量法或一致质量法)构成质量矩阵。在计算船体结构固有频率时，可不计阻尼影响，从而将船体振动问题离散化为多自由度系统的自由振动方程，再应用子空间迭代法、Lanczos法和里茨(Ritz)向量法计算结构特征值及特征向量(固有频率及模态形状)。目前广泛应用于船体振动计算的有限元模型主要有二维有限元计算模型、三维有限元计算模型、包括整个船体娓部在内的三维有限元计算模型、船体艉部结构和船体梁相结合的整船三维有限元计算模

6、型共四类。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：论文研究了船体结构中的锚机底座的振动计算方法，主要研究内容包括以下几个方面：(1)薄板的振动振动公式推导。从薄板板结构横向振动微分方程推导了薄板板结构固有频率和振型求解的解析方法，板结构四边简支、两对边简支的矩形薄板的振动。(2)船体板梁振动计算有限元理论与方法，学习了有限元方法在板结构动力学分析中的理论和方法应用，主要有有限元基本理论、振动方程、板结构的刚度矩阵和质量矩阵计算、固有频率和振型的计算等。(3)对于锚机底座结构的振动分析。应用大型有限元计算软件MSC.Patran/Nastran完成了锚机底

7、座板梁结构振动分析，包括Patran软件模态分析功能学习、锚机底座板梁结构的有限元建模与计算、锚机底座板梁结构振动计算结果分析等。三、研究步骤、方法及措施：1、学习板梁结构的相关内容，查找有关资料；2、学习有限元算法，对有限元有一定得了解；3、学习PATRAN软件基本操作；4、学习PATRAN软件，初步建立三维模型；5、学习PATRAN软件对模型进行不同大小网格的划分；6、用PATRAN软件对模型进行自由振动分析；四、参考文献[1]吴福光,蔡承武.振动理论[M].北京:高等教育出版社,1987.[2]铁摩辛柯.板壳理论[M].北京:科学出版社,1977

8、.[3]WANZheng-quan,XUBing-han.StressConcentratio