水弹性力学在SWATH船体结构振动响应分析中的应用研究.pdf

《水弹性力学在SWATH船体结构振动响应分析中的应用研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第15卷第5期2011年5月船舶力学JournalofShipMechanicsV01．15No．5Mav2011文章编号：1007—7294(2011)05-0513-08水弹性力学在SWATH船体结构振动响应分析中的应用研究叶永林1，吴有生1，田超2，尤国红1，邹明松1(1中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082；2中国船级社，北京100006)摘要：文章以三维水弹性力学理论为基础，对小水线面双体船的船体振动响应特性进行了分析，预报了该船体在航行时受发电机激励下的振动响应，并与实船测量结果进行了对比，结论表明三维

2、水弹性力学方法在船体受机械激励作用下对于船体振动响应的预报是有效的，可应用于工程设计。一关键词：小水线面双体船；机械激励；振动响应；水弹性力学中图分类号：U661．44"IVl31．2文献标识码：AResearchonapplicationofhydroelasticitymethodtovibrationresponseanalysisoftheSWATHshiphullYEYong-lin1，WUYou-sheng1，TIANCha02，YOUGuo-hong1，ZOUMing-song1(1ChinaShipSc

3、ientificResearchCenter,Wu】【i214082，China；2ChinaClassificationSociety，Beijing100006，China)Abstract：The3Dhydroelasticanalysismethodisusedforobtainingthevibrationresponsecharacteristicsof1500tSWATHshiphull．Thehullvibrationresponseofnavigatingshipproducedbygenerator

4、sispredict-ed，andthepredicteddesignloadsRrecomparedwiththeshiptestresults．Thecomparisonsillustratethefea-sibilityofthehydroelasticanalysismethodinhullvibrationassessmentofSWATHships．Keywords：SWATHship；mechanicalexcitation；vibrationresponse；hydroelasticity1引言船舶在波

5、浪中航行时。机械激励和水动力均会引起船体振动，包括总体振动与局部振动，需要引起结构设计的重视。过大的振动会导致局部结构的疲劳失效、设备故障，以及影响乘员的舒适性【11。近年来，随着大型船舶尺度的不断增大和航速的不断提高，如超大型油船、集装箱船及LNG船，其动力装置非常大，常常会引起一些振动问题。对于海洋科学考察船，振动引起的噪声辐射，也会影响到其声学测量系统的性能。随着环保型船舶的不断出现，及对操作环境所提出来的要求越来越高，在大型船舶或海洋科学考察船设计阶段就有必要对振动响应进行预报和控制。对于单体船，通常采用梁模型

6、来预报总体振动响应。而采用三维有限元模型，既可预报总体振动响应，还可以给出局部振动响应，且同时适用于单体船和多体船。水动力特性，包括附加质量和阻尼都可在切片理论或三维势流理论的基础上加以考虑。采用有限元或边界元来表示流场。此外，在以前的分析收稿日期：2010—12—02作者简介：叶永林(1974一)，男．中国船舶科学研究中心高级工程师；吴有生(1942一)。男．研究员．中国工程院院士。514船舶力学第15卷第5期中，航速对振动特性的影响也很少被考虑。水弹性力学分析方法121，是把流场和结构的运动与变形作为一个完整的系统

7、来进行分析。三维水弹性理论自上世纪八十年代初建立以来，已由频域到时域，由线性发展到非线性㈣，且应用范围逐渐扩大，越来越多地被应用于大型船舶旧、极大型浮体‘刀及高性能船阁。可应用解决的问题涉及各类船舶结构在波浪激励、砰击与甲板上浪下的稳态和瞬态响应；海洋工程结构物的运动、外载荷、承载能力、波激振动、疲劳、可靠性与安全性的评估；水中结构在流场中的振动与噪声辐射[Sl、水翼的颤振、水下爆炸及快速运动结构出人水的瞬时冲击响应；各类薄壁储液结构和容器的晃荡、管道或管群的涡激振动等。本文采用线性三维水弹性理论，对1500t小水线面

8、双体船船型的海洋科学考察船的结构振动特性进行分析。预报了该船在发电机激励作用下的结构响应，并与实船测试结果进行了比较，结果表明该预报方法合理、可行。2三维水弹性力学理论_．1__’’^昭乞u,pr=乞(q，t，，，咋)p，(1)【州临)+【6+B％}+[c+c№}={△}(2)绊乳箍一舾]∽q=叩J二·乏f烈+丁I‰--t,·V)