开孔形状对船体加筋板的振动的影响【文献综述】

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1、毕业设计文献综述船舶与海洋工程开孔形状对船体加筋板的振动的影响1.本文的研究背景及意义加筋板结构是工程中最常见的结构之一，广泛应用于船舶与海洋工程、航空航天工程、土木工程、车辆工程等结构中。[1]近年来，随着国民经济的高速发展和国内需求的不断增长，船舶航运有了较快的发展，这促使船舶行业大力发展，同时对船舶的安全性能要求做了进一步的要求。船舶的振动给船舶设计和使用带来烦恼，近三、四十年来，船舶主尺度不断增加，为减轻船体结构重量而采用高强度钢，船体的刚度因而下降；另一方面，为提高航速，动力装置的功率不断提高，这样船舶振动的问题越来越突出。剧

2、烈的船体振动会使船舶结构产生疲劳破坏，使船上的机械、设备的正常使用受到影响，使船上人员感到不舒适甚至影响健康，因此在现在工业发展下，各个国家都投入大量的时间、财力来研究船舶振动问题。船舶航行时,船体板架受到静水弯矩和(或)波浪弯矩的作用,因此总是处于复杂的弯曲状态。为了防止船体板架的自振频率和激振源的频率重合而发生共振,精确地预估船体板架的固有频率有着极其重要的意义。合理地使用加筋板结构，可以保持结构性能的同时减轻系统质量，能在较大程度上减少制造材料的消耗,从而降低制造成本。研究加筋板结构的结构优化,减小系统的材料体积,具有较强的研究意

3、义。研究加筋板上的开口形状对板的振动影响，提高板的利用率，尽可能方便开口，这样对于提高船舶的经济性能有较大的意义。2.加筋板振动的原因分析由于船体振动的复杂性，故要分析船的振动，只有抓住主要原因进行分析，从主要因素入手：1、确定振动源船体振动的主要振源是位于船体尾部的螺旋桨、轴系和主机，他们在运转时产生周期干扰力，使船体产生振动。2、分析主要振源产生的干扰力（1）螺旋桨激振力可分为表面力和轴承力，频率都为叶频，即。其中，表面力经水作用于桨上方的船壳板，其合力方向为垂向；轴承力通过桨轴和轴承作用于船体，其分力表现为推力、垂向弯矩和垂直力、

4、水平弯矩和水平力、转矩。激振力往往是振动的主要干扰力，需予以重视。（2）轴系的振动也产生干扰力，但该船轴系设计中临界转速不在主机工作转速范围内，工作转速避开了“转速禁区”，只要轴系校中良好，轴系振动的影响可以忽略。（3）主机产生的干扰力是三阶不平衡横摇力矩，频率是，通过机座作用于机舱板架。由于是高阶分量，估计影响不大。1、分析干扰力引起的船体结构振动（1）表面力在局部上引起该处船底板格的横振动和艉舱立体分段的垂向振动，在总体上引起船体梁的垂向总振动。（2）轴承力的分力引起上层建筑和船体的纵向运动，因船体纵向振动的等效刚度极大，振幅极微，

5、故可忽略；垂向弯矩和垂直力引起机舱船底板架以至全船的垂向振动；水平弯矩和水平力引起机舱板架以至全船的水平方向振动。（3）转矩引起轴系和主机的扭转振动。从上面分析可知，轴系和主机的扭振较小，主机与轴系这一系统也没产生妞振共振，故对全船的扭转振动影响较小，这一部分只考虑主机三阶不平衡横摇力矩引起的机舱船底板格的垂向振动。2、局部振动与船体总振动的耦合（1）船底板格与船体分段及全船相比，质量微小，振动频率高，故板格振动可以从船体分段及全船的总振动中分离出来，单独计算。而艉分段作为立体结构，质量较大，且与船体前部耦合，故艉部的振动不能与船体梁总

6、振动分离，应视为总振动中的一部分。（2）机舱船底板架质量较大，且与货舱区双层底骨架相互交错，连接刚度大耦合紧，其振动不能与船体总振动相分离。[20]3.加筋板振动的分析文献[1]综述了船舶甲板板架稳定性的研究现状,内容涉及板架和加筋板的弹性稳定性、弹塑性稳定性、动力屈曲、可靠性和优化设计等,通过对大量文献的分析整理，文章阐述了采用有限元法来进行船舶甲板稳定性的研究，并对今后的研究作了进一步的展望。文献[2]采用Mindlin板单元和参考轴杆单元，建立了考虑板剪切变形、骨架剪切变形和骨架偏心影响的船舶板梁组合结构振动分析模型，并研究了不同

7、船舶板梁组合结构振动分析的有限元模型的计算精度。最后通过对某舱室甲板固有频率计算值和实际测量值的比较，讨论船舶局部结构振动分析中边界条件处理问题。文献[3]文章提出了船舶上常见的四周任意固定（包括弹性固定）的平面板架振动的近似计算方法。文献[4]船体振动的四种分类：（1）在垂直平面上的弯曲振动；（2）在水平面上的弯曲振动；（3）扭转振动；（4）定向振动。并对四种振动进行详细说明。文献[5]文章介绍了船体振动分析的几个基础问题：（1）船体振动数学模型；（2）激振力；（3）船体结构参数；（4）求解方法；（5）解船舶振动问题的水弹性力学方法；

8、（6）尾部振动。并对其发展现状及前景进行了评述。文献[6]利用有限元分析方法分别研究了正交各向异性、对称角和反对称角铺设的正方形复合材料层合板的线性和非线性自由振动问题。结合一阶剪切变形理论推导出层合板自由