船舶结构振动噪声分析及其进展_孙丽萍
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述【摘要】船舶轮机振动噪声是船舶运行中不可避免的问题，给船舶乘员和周围环境带来了巨大的危害。
为了控制船舶轮机振动噪声，研究人员提出了多种技术和方法，如隔振装置、减振材料等。
通过案例分析可见这些技术和方法在实际应用中取得了一定的效果。
船舶轮机振动噪声控制仍面临着挑战，需要不断探索创新。
现代技术的发展为船舶轮机振动噪声控制提供了新的机遇，如智能控制系统等。
控制船舶轮机振动噪声不仅是为了提升船舶运行的舒适性和安全性，也是为了减少对周围环境的影响，保护海洋生态环境。
船舶轮机振动噪声控制具有重要的现实意义和发展前景。
【关键词】興船舶、轮机、振动、噪声、控制、技术、方法、案例分析、现状、展望、重要性1. 引言1.1 研究背景船舶轮机振动噪声是船舶运行中不可避免的问题，其产生主要源自于船舶轮机的运转所引发的振动和噪声。
随着航运业的发展和船舶规模的不断增大，船舶轮机振动噪声对船员健康、设备完整性和海洋环境造成的影响越来越受到关注。
研究表明，船舶轮机振动噪声会对船员的听力、睡眠以及长期健康造成影响，也可能导致设备的故障和损坏，甚至对海洋生态环境产生负面影响。
控制船舶轮机振动噪声对于保障船员健康和船舶设备正常运行至关重要。
目前对于船舶轮机振动噪声的控制技术和方法仍存在一定的局限性和挑战，需要进一步深入研究和探索。
本文旨在对船舶轮机振动噪声的控制进行综述和分析，以期为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1.2 研究意义船舶轮机振动噪声控制是船舶工程领域的重要研究课题，具有重要的实际意义和广泛的应用价值。
船舶轮机振动噪声会对船舶设备和船员健康造成影响，严重时可能导致设备故障和人员生理疲劳。
对船舶轮机振动噪声进行控制可以有效降低设备损耗和维修成本，保障船员的健康安全。
船舶轮机振动噪声控制技术的研究和应用，可以提高船舶航行的舒适度和安全性，减少船舶在航行过程中的振动和噪声干扰，有利于提升船舶的性能和竞争力。
船舶结构振动噪声分析与控制措施
船舶结构振动噪声分析与控制措施摘要：目前中国在船舶的振动影响研究方面的研究工作进行得还没有很完善，因此需要得到比较准确地来了测量方法的手段，例如Uzzato等人提到的耦合变量理论，已经能够被运用到不同的噪声频率中，不过在噪声研究中，关于研究结论的精度以及研究的有效性都还有待于继续考证。
关键词：船舶结构；振动噪声；进展相对而言，EFEA法—能量有限元算法在实际的使用环境中相较于SEA算法更有优势，因为其目标能够落在离散点上，因此可以更加逼真地模拟出船体结构的受力状态，也减少了过去在船体噪声振动中的不稳定影响，同时利用计算机系统也可以表现出更加逼真的数值结果，把传统算法的计算结果转变为空间矢量。
1噪声及其对人的危害噪音，通常包括两种意思：从物理学角度来讲，噪声是所有不同频带和声压的不规则混合；从生理学和心理学的角度来看，人们不需要的噪音被称为噪音，因为噪音水平太高，影响身心健康，或者因为噪音水平不高，使人疲劳，影响人类的休息、睡眠、工作等。
它的损害也是多方面的：（1）噪音对语言理解的影响：噪音水平越强，语言理解能力越低。
在80 dB的噪声环境中彼此交谈非常困难，但在90 dB的噪声中彼此交谈是完全不可能的。
（2）噪声环境对人类听力的损害：最常见的是“听力疲劳”，即在噪声的影响下，人们的听力敏感度会暂时降低，但很快就会恢复。
这种情况也被称为“暂时性听力损失”。
然而，如果听觉系统长期暴露在强烈的噪声中，直到听力敏感度逐渐降低并变得永久，无法再完全恢复，就会出现“永久性听力损失”的现象。
（3）强噪声影响人体健康：长期暴露于强噪声会导致中枢神经系统功能紊乱，主要表现为自主神经衰弱综合征；强烈的噪音刺激中枢神经系统，往往导致消化不良和厌食，进而引发胃肠道疾病；强烈的噪音也会引起寄生神经紧张，引起心动过速、心率不规律、高血压等现象。
船舱室噪音是对乘员生理和心灵的干扰，如唤醒入睡、阻碍沟通、中断思考、让人感到困惑等。
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述船舶轮机振动噪声是指由于发动机运转而导致的船舶结构和周围环境产生的振动和噪声。
随着船舶工业的发展，船舶轮机振动噪声控制成为一个重要的问题。
振动噪声不仅会影响到船舶本身的安全和舒适性，还会对周围环境造成污染。
如何有效地控制船舶轮机振动噪声成为船舶工程领域的一个热点研究课题。
本文将从船舶轮机振动噪声的产生机理、特点以及对船舶和周围环境的影响进行综述，同时对当前船舶轮机振动噪声控制的方法和技术进行介绍和分析，为相关研究和工程实践提供参考。
一、船舶轮机振动噪声的产生机理和特点（一）产生机理船舶轮机振动噪声是由于船舶主机、辅机等动力设备在运转过程中产生的振动和噪声。
主要产生原因包括：1.发动机内燃爆燃产生的气体冲击振动2.发动机旋转运动引起的阀门、活塞、曲轴等部件的振动3.发动机外部传动系统的振动4.船舶运行在水中产生的水动力振动这些振动在传播过程中与船舶结构、水面和空气发生相互作用，最终形成船舶轮机振动噪声。
（二）特点船舶轮机振动噪声具有以下特点：1.频率广泛：船舶轮机振动噪声的频率范围较广，涵盖了从几 Hz到几百 Hz的范围，同时还包括了较高频率的空气噪声。
2.强度大：船舶轮机振动噪声是由于内燃机等动力设备的运转而产生的，因此其振动噪声的强度较大，对船舶结构和周围环境的干扰性较强。
3.传播路径复杂：船舶轮机振动噪声在传播过程中会受到船体结构、水面和空气等传播介质的影响，使得其传播路径较为复杂。
船舶轮机振动噪声对船舶和周围环境都会产生一定的影响：1.对船舶结构的影响：船舶轮机振动噪声会对船舶结构产生一定的疲劳损伤，加速结构的老化和破坏，从而影响船舶的使用寿命和安全性。
2.对船员的影响：船舶轮机振动噪声会对船员的身体健康产生不良影响，引起耳膜震荡、听力损害等问题，甚至影响船员的工作效率和工作质量。
3.对周围环境的影响：船舶轮机振动噪声会对周围水域和岸上居民产生环境污染，影响人们的生活和工作，甚至对水生生物产生不利影响。
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述船舶在运行过程中会产生较大的机械噪声和振动，严重影响船员的健康和工作效率，同时也会对船舶设备和结构造成损害。
为了保证船舶的正常运行和舒适性，船舶轮机振动噪声控制技术变得越来越重要。
本文对船舶轮机振动噪声控制技术进行综述。
船舶轮机振动噪声是由船舶轮机系统内部的机械运动引起的。
主要来源包括以下几个方面：1.船舶发动机的振动船舶发动机的振动主要是由气缸爆炸冲击引起的，燃烧过程中的爆炸冲击会产生较强的振动和噪声，同时轴承、曲轴、活塞等部件的运动也会产生一定的振动和噪声。
2.水泵、风扇等设备的振动船舶轮机系统中的水泵、风扇等设备也会在运动中产生振动和噪声，这些设备的振动和噪声会通过船舶结构传播到船体内部和外部环境中。
船舶在航行中受到的水流、浪涌、风力等自然力的作用也会引起船体结构的振动和噪声，这些振动和噪声同样会通过船体结构传播到船员活动的船舱内部和周围环境中，对船员的健康和安全造成威胁。
船舶轮机振动噪声控制技术的关键是在保证船舶性能的前提下，减少船舶轮机系统的振动和噪声。
根据技术的不同，船舶轮机振动噪声控制技术可分为以下几类：船舶轮机吸振器是通过在船舶轮机系统中引入阻尼元件，并维持一定的阻尼能量来达到减震减噪的效果。
常用的吸振器有液体吸振器、弹簧吸振器和金属橡胶吸振器等。
2.减震悬挂系统减震悬挂系统是一种通过减震体系来隔离船舶轮机系统的振动和噪声。
减震悬挂系统是在船舶轮机系统外部加装一套减震装置，并通过减震装置的变形和摆动来消耗和隔离系统振动中的能量。
3.降噪隔音系统降噪隔音系统是通过在船舶内部和周围环境中设置一定的隔音材料，来以此降低船舶内部和周围环境中的噪声水平。
常用的隔音材料有乳胶泡沫、玻璃纤维毡和陶粒等材料。
4.主机振动监测系统主机振动监测系统是一种通过安装传感器来监测主机的振动和噪声，实时反馈运行状态并进行调整的技术。
通过实时监测和反馈，可以有效地控制船舶轮机系统的振动和噪声。
船体振动分析的实船验证及改进方案
船体振动分析的实船验证及改进方案船体振动分析在船舶设计和运行中具有非常重要的作用。
通过分析船体的振动情况，可以减少船体的疲劳裂纹和振动噪声，保证船体的结构安全和生产效率。
但是，船体振动分析理论和实际情况存在差异，因此必须进行实船验证和改进方案。
实船验证主要是通过实际的船舶使用情况，对分析结果进行验证和校对，以改善振动计算模型的准确性。
根据验证结果，可以进一步优化船体结构和减少振动噪声。
具体来说，实船验证的基本步骤如下：首先，通过振动计算模型获得船体振动的振幅和频率，然后在船舶运行时进行振动测量。
在测量过程中，需要选择合适的测量仪器和测量位置，以保证测量结果的准确性。
此外，还需要考虑环境因素对振动测量的影响，例如海洋波浪和风力等。
通过对测量数据的分析和比较，可以确定振动计算模型的误差和缺陷，并针对性的对模型进行改进。
改进方案包括以下方面：1、结构优化船舶的结构设计是减少振动的重要因素之一。
通过对船体结构的优化设计，可以减少结构的自然频率，提高结构的刚度和强度，从而降低振动幅度。
在具体实践中，可以通过改变船体板材的厚度、强化船体结构的支撑和加强船体的刚度等方式进行优化。
2、船舶维护和保养船体振动的另一个重要原因是船舶的磨损和老化。
为了减少船体振动，需要对船舶进行定期维护和保养，确保船舶的各部件处于良好的状态。
例如，定期检查和更换船舶橡胶支座、平衡船体载荷和注意船舶的航速等都可以有效减少船体振动。
3、船舶运营管理船舶的运营管理对减少船体振动也非常重要。
通过合理的运营管理以及规范的操作规程，可以有效减少船体振动。
例如，合理控制船舶的载重量、稳定性和分布等，采取减速慢行的方式减少船体振动等。
综上，船体振动分析在船舶设计和运行中具有非常重要的作用。
通过实船验证和改进方案，可以提高振动计算模型的准确性，减少船体振动幅度和噪声，确保船舶结构的安全和效率。
相关数据分析是通过对各种数据的收集、整理、处理和分析，从中获取有用的信息和结论的过程。
试论船舶结构振动噪声分析及其进展
试论船舶结构振动噪声分析及其进展摘要：随着近几年来，我国船舶工程项目的深入和发展，人们对于船舶结构的振动噪声研究也更加深奥，本文将主要针对船舶结构的振动噪声展开分析，进而了解船舶噪声振动的处理方式，希望能够减少船舶噪声振动对人身体的伤害，保证船舶结构隔音装置的安全和性稳定性。
关键词：船舶结构；振动；噪声分析前言：目前我国在船舶结构振动噪声分析这方面的研究项目开展的并不是很好，为此急需找到更加精确的来了能量解法控制方式，比如说Uzzato等人提出的耦合变量概念，虽然可以被应用在各种各样的噪声频率中，但是在噪声分析时，对于分析结果的准确性和分析的效率都还有待于进一步考证。
一、船舶结构振动分析船舶结构在运行过程中，不可避免地会出现振动的情况，为了能够更好地了解船舶结构振动的来源，我们需要先从船舶的运行设备开始说起，众所周知，船舶运行结构振动噪声的来源，主要就是由于运行设备的运转振动所产生的，而船舶结构振动噪声，是一种很严重的结构污染，会让船舶中的船员身体感到非常地不舒服，使船员的精神状态变差，出现一定的焦虑、抑郁情绪，进而影响到船舶正常的航行作业。
为此，国际上一些著名的航海机构都针对了船舶结构的振动噪声问题进行了规划和设计，尽可能去想办法减少噪声的污染。
随着现代化船舶技术的不断发展，越来越多的船舶结构设计者把目光放在了对特殊器材的设计上面，同时还创设性地应用了声学设计要求展开了船舶结构振动设计，在改善船舶结构振动性能的基础上，获得更好的振动结构设计效果，减少不必要的船舶设计浪费。
二、船舶结构的振动噪声研究进展从国外的研究进展中，我们可以了解到，振动噪声的声波振动可以随着船体的结构方向来进行传播，而且传播的过程可以会和噪声振动的频率有着非常密切的关系，在低频振动上，主要是用波动的方法来表示，通过船舶结构的噪声振动幅度和相位来进行表征。
在高频振动中，主要指的是振动过程中的能量变化，也就是用振动的能量参数来进行表征，比如振动的能量密度和能量流。
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述随着船舶工业的迅速发展，船舶轮机振动噪声控制成为了一个备受关注的话题。
船舶轮机振动噪声不仅会影响到船舶的航行安全和舒适度，还会对船员的健康造成影响，对船舶轮机振动噪声控制进行综述是十分必要的。
一、船舶轮机振动噪声的来源1. 发动机振动：船舶的发动机是船舶轮机振动噪声的主要来源之一。
发动机在工作时会产生大量的振动，这些振动会通过船体传播到周围环境中，形成噪声。
2. 螺旋桨和推进系统振动：船舶的螺旋桨和推进系统也是产生振动噪声的重要来源。
螺旋桨在旋转时会产生大量的振动，推进系统的运转也会引起船体的振动，这些振动都会转化为噪声。
3. 船体结构振动：船体结构的振动也会直接导致船舶振动噪声的产生。
船体结构的振动会受到船舶运行时的水动力和气动力的影响，从而产生不同频率和振幅的振动噪声。
船舶轮机振动噪声的存在会对船舶和船员造成严重的危害，主要表现在以下几个方面：1. 影响船舶的航行安全：船舶轮机振动噪声会影响船舶结构的稳定性和航行性能，从而对船舶的航行安全造成影响。
2. 影响船员的健康：长期暴露在船舶轮机振动噪声环境下会对船员的健康造成损害，容易导致听力下降、神经系统疾病等健康问题。
3. 影响船舶设备的寿命：船舶轮机振动噪声会对船舶设备和机械造成损坏，降低船舶设备的使用寿命，增加维护成本。
1. 发动机和设备的优化设计：通过对船舶发动机和相关设备的优化设计，可以减少振动和噪声的产生。
比如在发动机的结构设计中采用减振措施，在螺旋桨和推进系统的设计中采用减噪技术等。
2. 振动隔离和吸声措施：采用振动隔离和吸声措施可以有效减少船舶轮机振动噪声的传播。
比如通过在机舱或船体内部安装减振材料和吸声材料，可以有效隔绝振动和噪声的传播。
3. 声学优化控制技术：利用声学理论和技术手段对船舶轮机振动噪声进行建模和分析，从而找到合适的控制手段和控制策略，对船舶轮机振动噪声进行有效控制。
四、发展趋势预测随着船舶工业技术的不断发展和完善，对于船舶轮机振动噪声控制方面也将会有更多的创新和发展，主要表现在以下几个方面：1. 智能化控制技术：随着智能化技术在船舶领域的不断应用和发展，智能化控制技术也将在船舶轮机振动噪声控制方面得到更广泛的应用。
船舶振动噪声控制技术的现状与发展
船舶振动噪声控制技术的现状与发展发布时间：2022-01-20T07:28:35.830Z 来源：《中国科技人才》2021年第30期作者：邹玉龙[导读] 近年来，随着我国经济发展水平和科学技术水平的逐渐提高，船舶也取得了相对较快的发展，这也为人们日常生活和工作提供了更加便利化的服务。
但是在船舶实际运行时，由于受各种内部因素和外部因素的影响，仍然存在各种各样的振动噪声，本文主要针对船舶振动噪声的控制技术和未来发展状况展开了相应论述和分析。
邹玉龙大连中远海运川崎船舶工程有限公司辽宁省大连市 116052摘要：近年来，随着我国经济发展水平和科学技术水平的逐渐提高，船舶也取得了相对较快的发展，这也为人们日常生活和工作提供了更加便利化的服务。
但是在船舶实际运行时，由于受各种内部因素和外部因素的影响，仍然存在各种各样的振动噪声，本文主要针对船舶振动噪声的控制技术和未来发展状况展开了相应论述和分析。
关键词：船舶；振动噪声；控制技术；未来发展通过研究和调查可以得知，我国船舶业的发展相对迅速的，逐渐成为世界第一造船大国。
因此，在实际造船业发展时，也应该不断加强对船舶安全性和舒适性的重视力度，这样才能真正有效防止船舶在后期运行时出现过多的噪声，真正为人民群众提供更加便利化的服务，本文主要针对船舶振动噪声展开了相应论述和分析，并根据其出现的具体原因提出了相应解决措施，这样才能真正有效促使船舶业在新时期取得突破性的发展。
1船舶噪声的来源及其危害由于船舶的内部结构相对复杂，在后期实际运行时经常会出现噪声源较多的情况，目前航运市场的船舶大部分是柴油机为动力，机舱内的噪声级大，特别是使用高增压、高转速的动力机器的船舶，其噪声级更大。
船舶噪声是长时间存在于船上的，而船体结构长时间的受到噪声影响会出现疲劳和损坏，各种舾装件或者是仪器设备也都会因为噪声而出现性能及运行异常。
同时，通过对船舶振动噪声的研究和调查，由于船舶在实际运行时会因为螺旋桨而引起水动力噪声机械设备，在实际工作时会因为某些元器件撞击振动而出现噪声，这样不能真正有效促使船舶在后期能够正常有序化的运行。
船舶轮机振动噪声控制分析
2.常见噪声控制手段
2.1设计船舶轮机隔震
因轮机噪声形成根源通常是因振动所诱发。故需先设计船舶轮机隔震，让轮机能够与振源隔离开。这种噪声控制手段通常被应用在较大噪声船舶轮机当中。具体设计船舶轮机隔震期间，需先勘察轮机所处工作环节，并检查该船舶轮机的噪声问题能否与设计船舶轮机隔震该噪音控制手段实际使用要求吻合，若相吻合，便需取相应位置上添加隔震器，借助隔震器来控制船舶轮机，确保船舶轮机振动的频率有所降低，实现对船舶轮机的振动噪声有效控制。隔震器实际安装期间，要综合分析船舶轮机与隔震器，确保二者后期使用期间不会出现干扰情况，防止各种问题因素的形成并发展，切实地控制好轮船轮机的振动噪声。
2.3设计船舶轮机吸振
目前在控制船舶轮机的振动噪声期间，不仅仅包含着上述两种控制手段，设计船舶轮机吸振也属于一种常见的控制手段。具体设计期间，需借助相应动力吸振装置，充分发挥其共振系统功能优势，充分吸收船舶轮机内部振动能量，降低振动频率，便于减少振动噪声。在该阶段，吸振方式主要包含这两种，即为被动式吸振与主动式吸振。但是，绝大多数情况之下均会择选被动式吸振这一控制手段，来有效控制船舶轮机的振动噪声。
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述引言随着全球贸易的发展和船舶运输需求的增加，船舶轮机振动噪声控制成为了船舶设计和运行中不可忽视的重要问题。
船舶轮机的振动噪声不仅会影响船员的健康和工作效率，还会对船舶结构和设备造成损坏。
对船舶轮机振动噪声进行控制和减少，对船舶安全和经济运行具有重要意义。
本文将对船舶轮机振动噪声控制的相关内容进行综述，包括振动噪声的来源和影响、控制方法和技术等方面。
一、船舶轮机振动噪声的来源和影响1.来源船舶轮机振动噪声的来源主要包括船舶主机、辅机、螺旋桨和传动系统等部件。
船舶主机和辅机在运行时会产生不同频率和幅值的振动，而螺旋桨和传动系统的运转也会引发振动噪声。
船舶在航行过程中，受到海浪、风力等外部环境因素的影响，也会导致船舶振动噪声的产生。
2.影响船舶轮机振动噪声对船舶运行和乘员生活均会产生不良影响。
振动噪声会降低船员的工作效率和舒适度，甚至对其健康产生影响，严重时可能导致聋哑等职业病的发生。
振动噪声还会引起船舶结构的疲劳破坏，加速设备的损耗，影响船舶的安全运行。
振动噪声还会对船载设备和货物产生影响，导致货物损坏和运输事故的发生。
二、船舶轮机振动噪声控制技术为了减少船舶轮机振动噪声对船舶运行和生活环境的影响，需要采取有效的控制技术。
目前，主要的控制技术包括主机和辅机的平衡调试、减震隔振、结构振动控制和噪声消除等方面。
1.平衡调试平衡调试是减少机械振动和振动噪声的重要手段，通过对主机和辅机等旋转部件进行平衡调试，可以降低其不平衡振动，并减少振动传递到船体结构上的可能。
在平衡调试中，通常采用动平衡或静平衡等方法，通过改变零配件的质量或位置，使振动力矩和振动力得到平衡，从而降低振动噪声的产生。
2.减震隔振减震隔振是通过安装减震器、隔振支座等装置，减少船舶轮机振动传递到船体结构上的方式。
减震隔振装置可以吸收振动能量，减少振动传递的路径，从而有效减少振动噪声的产生。
减震隔振装置的选择和布置需要充分考虑船舶结构的特点和振动噪声的频率等因素，以达到最佳的减震效果。
船舶建筑物的减振与噪音控制技术研究
船舶建筑物的减振与噪音控制技术研究随着海洋经济的快速发展，船舶作为海上运输的主要工具，其减振与噪音控制技术的研究，对提高船舶的工作效率和舒适性具有重要意义。
本文将深入探讨船舶建筑物的减振与噪音控制技术的研究现状及未来发展趋势。
船舶建筑物的减振技术是为了降低船体在航行和运输过程中受到的振动影响。
振动不仅会导致船舶结构的疲劳破坏，还会对船员和货物产生不良影响。
因此，减振技术的研究对于船舶的安全性、稳定性和经济性具有重要意义。
目前，船舶减振技术主要包括动力减振、结构减振和流体减振三种类型。
其中，动力减振主要通过选用合适的发动机和传动系统、优化螺旋桨的设计和布局等方式来降低船体振动。
结构减振则通过振动吸收器、隔振材料和悬挂系统等措施来减少振动的传递。
流体减振则利用流体力学原理来降低船体运动产生的振动感。
在减振技术的应用中，船舶结构的材料和设计也起到了重要的作用。
轻质材料的选用可以降低船体的质量，减少振动的能量。
此外，船舶在设计时应考虑流体的流动特性，以减小阻力和湍流引起的振动。
船舶建筑物的噪音控制技术也是一个重要的研究方向。
船舶运行过程中产生的噪音对船员的健康和舒适性造成了威胁。
因此，发展有效的噪音控制技术对于提高工作环境和工作效率具有重要意义。
目前，船舶噪音控制技术主要包括降噪材料、隔音设计和振动控制等方法。
降噪材料可以通过吸音和隔音的特性来减小噪音的传播。
隔音设计则通过隔音墙体、隔音门窗、隔音设备等措施来降低噪音的传递。
振动控制则通过减少船体振动，降低振动产生的噪音。
为了更好地实现船舶建筑物的减振和噪音控制，我们需要在实际应用中不断探索和实践。
此外，借鉴其他行业的经验和技术也是非常重要的，例如建筑业和飞机制造业已经取得了一定的成就，可以为船舶建筑物的减振和噪音控制提供宝贵的经验。
未来，随着科技的不断进步，船舶建筑物的减振和噪音控制技术将会得到进一步的改进和突破。
例如，利用智能控制和传感技术可以实现实时监测和调节，从而提高减振和噪音控制的效果。
船舶机械设备的噪声分析与有效控制方案研究
船舶机械设备的噪声分析与有效控制方案研究随着船舶机械设备的不断发展和更新，噪声污染成为一个越来越重要的问题。
在船舶上，机械设备噪声主要来自于主机、辅机和船舶运行过程中的机械振动。
这些噪声不仅对船员的工作和生活产生不利影响，也会对海洋生物和沿海居民造成环境污染。
对船舶机械设备的噪声进行分析和有效控制，对船舶的安全和环境保护具有重要意义。
需要对船舶机械设备的噪声进行分析。
噪声的特性主要包括频率、振幅和声压级等。
通过对不同设备的噪声特性进行测试和测量，可以得到具体的数据。
然后，根据这些数据，可以采用不同的方法进行噪声源的分析。
可以使用频谱分析方法，对噪声信号进行分解，以了解不同频段的贡献比例。
也可以对噪声源进行振动分析，找出振动主要成分对噪声的贡献。
接下来，对于噪声的有效控制需要采取适当的措施。
应优先考虑改进噪声源本身的措施。
可以通过优化设备结构和工艺来减少噪声产生。
可以使用隔振材料和隔音材料来减少机械振动传导和噪声辐射。
可以采取隔音措施，通过对设备和空间的隔音处理来减少噪声传播。
可以在设备周围设置隔音板，或者在船舶的重点区域增加隔音结构。
还可以采取一些改进船舶设计和布局的措施，以减少噪声传播和影响。
可以合理安排设备的位置和布局，减少不同设备之间的相互干扰。
还可以优化管道和通风系统，减少流体噪声和气体噪声的传播。
对于船舶机械设备的噪声控制方案，需要进行实际的验证和评估。
可以通过实地测试和测量，对控制效果进行评估。
还可以进行噪声模拟和计算，预测在不同条件下的噪声控制效果。
通过对不同控制方案的比较和优化，选择最佳的控制方案。
船舶机械设备的噪声分析与有效控制方案研究是一个复杂而重要的课题。
通过对噪声的分析和控制，可以减少船舶机械设备的噪声对环境和人体的影响，提高船舶的安全和舒适性。
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述船舶轮机在运行过程中产生的振动噪声是船舶主要的噪声来源之一，对船舶设备的正常运行和船员的健康都会造成影响。
对船舶轮机振动噪声进行有效控制是船舶工程领域的重要课题。
本文将从振动噪声控制的技术方法、研究现状和未来发展方向等方面进行综述。
一、船舶轮机振动噪声的特点船舶轮机振动噪声主要来源于柴油机、发电机、螺旋桨、涡轮机等主要设备的振动和噪声。
这些设备在运行过程中会产生不同频率和振幅的振动，并将振动传递给船体和周围的水体，形成水声噪声。
船舶轮机振动噪声的特点主要有以下几点：1. 频谱分布广泛：船舶轮机振动噪声的频谱分布极为复杂，包括低频、中频和高频成分。
这些不同频率的振动噪声对船舶设备和船员都会造成不同程度的影响。
2. 振幅较大：船舶轮机振动噪声的振幅通常较大，特别是柴油机和螺旋桨等主要设备的振动噪声更是显著，直接影响船舶航行的稳定性和舒适性。
3. 空间效应显著：船舶轮机振动噪声受到船体结构和水体的影响，其传播特性非常复杂，需要综合考虑空间效应和动态特性。
二、振动噪声控制的技术方法为了有效控制船舶轮机振动噪声，需要采取一系列技术手段和方法。
目前，主要的振动噪声控制技术包括被动控制、主动控制和混合控制等。
1. 被动控制：被动控制技术主要包括隔振、吸声和降噪结构等。
通过在船舶设备的支撑结构上添加减震器、隔振垫、消振材料等，可以有效减小振动噪声的传递和辐射。
通过在船舶壁板和舱室内部加装吸声材料和吸音结构，可以有效降低声波的辐射能量，减小噪声水平。
2. 主动控制：主动控制技术主要包括主动隔振、自适应降噪和无源控制等。
通过在船舶设备支撑结构上添加传感器、执行器和控制系统，实现对振动噪声的实时监测和调控，从而达到减小振动噪声的目的。
这种技术需要对设备的动力学特性和振动特性进行深入研究，并设计相应的控制算法和系统，因此技术难度较大。
3. 混合控制：混合控制技术结合了被动控制和主动控制的优点，同时采用了多种控制手段，以达到更好的振动噪声控制效果。
某型船舶推进器振动与噪声特性分析
某型船舶推进器振动与噪声特性分析一、引言船舶作为重要的交通运输工具，船舶推进器的性能关系到船舶的安全和运行效率。
然而，船舶推进器在运行过程中常常会产生振动和噪声，给人们的工作和生活带来不便与困扰。
因此，对某型船舶推进器的振动与噪声特性进行分析和研究，对于改善船舶运行环境，提高推进器的性能至关重要。
二、振动分析振动是船舶推进器在运行过程中普遍存在的现象，其主要来源有两个方面：其一，由于推进器叶轮的转动，叶轮受到流体介质的阻力和压力，产生周期性的振动；其二，推进器结构的不均匀性和不完美性都会引起振动。
而叶轮的振动又会通过轴线和机架传递给整个推进器系统。
在振动分析中，需要考虑诸多因素，包括轴承的磨损程度、推进器的运行状态、推进器的结构材料等。
通过系统性的实验和测试，可以了解振动的频率、幅度和相位等特性，进而找出振动产生的根本原因。
对于某型船舶推进器来说，精确的振动分析可以为推进器的结构设计和维护提供重要的依据。
三、噪声特性分析噪声是船舶推进器振动的副产品，其强度和频率特性直接影响船员们的工作效率与身心健康。
推进器噪声的产生机制可以归结为两方面：其一，由于船舶推进器的转动，会产生水流的湍流和流体的湍流噪声；其二，推进器结构的振动会通过流体介质产生辐射声波。
对于某型船舶推进器的噪声特性分析，需要进行声学测量与分析。
通过对推进器运行时产生的噪声进行采集和处理，可以获得噪声的频谱、频率、声压级等参数，从而评估噪声对人体的影响程度和工作环境的安全性。
四、振动与噪声的控制与改善为了降低船舶推进器的振动与噪声水平，可以从多个方面入手进行控制与改善。
首先，对推进器本身的设计进行优化，采用新型的材料和结构可以有效地改善叶轮的动力学性能。
其次，通过轴承的维护和保养，减少振动的传递路径，可以有效地降低噪声的辐射。
另外，结合流体力学与声学的理论方法，可以对推进器进行声学优化，从而减少噪声的产生。
在实际的推进器振动与噪声控制过程中，需要加强技术研究和实践应用的结合。
船舶结构振动噪声分析及其进展
船舶结构振动噪声分析及其进展摘要：船舶的辐射噪声是影响其隐身性能的主要因素，其由机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声三部分叠加而成。
机械噪声为船上机械设备在运行过程中引起结构的振动，并通过基座和管路传递到船体，引起船体振动而向水下辐射的噪声。
船舶在低、中速航行时，机械噪声将成为主要的辐射噪声。
关键词：船舶结构；振动噪声；进展引言船舶在运行过程中使用的运转设备是产生振动与噪声的根源。
船舶舱室里的振动噪声会使劳动条件恶化，对船员健康产生不利影响，给乘客带来诸多不便。
因此，国际上船级社和其他机构如美国海岸警备队（U.S.Coast Guard）都规定其噪声限制，这促使船舶设计师和建造师采取各种措施去降低船体结构的振动噪声。
在船舶领域，以往的实践大都是在已经设计完毕的船舶上采用特殊器材以达到减振降噪的目的。
然而，这种解决问题的办法所需费用较大，如果在一开始就结合声学要求进行结构设计，则不仅节省开支，而且可以获得更大、更好的效果。
因此在船舶设计阶段就进行结构的振动噪声分析是很有意义的。
1.噪声及其对人的危害噪声，一般包含两种含义：就物理学观点讲，噪声就是各种不同频率和声压之声音的无规律组合；就生理学和心理学观点讲，凡是声级很高，造成对人体的危害，或者声级不高而使人厌烦，干扰人们的休息、睡眠、工作等一切不需要的声音都称为噪声。
其危害也是多方面的：（1）噪声对语言清晰度的影响：噪声声级越强，语言清晰度就越低。
在80dB的噪声环境里人们交谈已经很困难，而90dB的噪声环境里面则无法交谈。
（2）噪声对人听觉的损伤：最常见的是“听觉疲劳”，即在噪声作用下，使人的听觉灵敏度暂时下降，过后很快就会恢复。
这种现象也称“暂时性听力损失”。
而当听觉长期暴露在强噪声环境中，至使听觉灵敏度下降变成长期的，以后不能再全部恢复，即造成“永久性听力损失”。
（3）噪声危害人的健康：长期处在噪声作用下会导致中枢神经功能性障碍，表现为植物神经衰弱症侯群；强噪声作用于中枢神经，往往引起消化不良及食欲不振，从而导致肠胃病；噪声会使交感神经紧张，引起心跳过速、心率不齐、血压升高等症状。
船舶结构振动噪声分析及其进展 王亚妮
船舶结构振动噪声分析及其进展王亚妮摘要：船舶事业日新月异的发展，要求有关人员对船舶结构的振动噪声做出深入分析，以最大程度地降低噪声的出现。
由于船舶是一件大型的运输设备，其结构振动噪声的分析要涉及到多方面因素，对这些因素控制的好坏对该项课题的研究有深远意义。
关键词：船舶结构；振动噪声；研究船舶在运行过程中使用的运转设备是产生振动与噪声的根源。
船舶舱室里的振动噪声会使劳动条件恶化，对船员健康产生不利影响，给乘客带来诸多不便。
因此，国际上船级社和其他机构如美国海岸警备队都规定其噪声限制，这促使船舶设计师和建造师采取各种措施去降低船体结构的振动噪声。
在船舶领域，以往的实践大都是在已经设计完毕的船舶上采用特殊器材以达到减振降噪的目的。
然而，这种解决问题的办法所需费用较大，如果在一开始就结合声学要求进行结构设计，则不仅节省开支，而且可以获得更大、更好的效果。
一、概述1.船体结构辐射噪声的分布规律与结构表面振动速度有密切关系，而结构表面振速的量级与分布，在一定的激励力下，主要取决于结构本身的振动响应特性。
利用模态分析识别结构固有特性，找出主导模态，调开船体结构振动共振频率，可以达到降低噪声的目的。
然而，这种解决问题的办法所需费用较大，如果在一开始就结合声学要求进行结构设计，则不仅节省开支，而且可以获得更大、更好的效果。
因此在船舶设计阶段就进行结构的振动噪声分析是很有意义的。
2.船舶结构的振动声学分析，对于优化船舶结构的声学设计，具有重要的指导意义。
船舶声学设计的基本原则，就是在船舶设计的最早阶段就考虑声学方面的要求。
而船舶建造型式直接影响船上声学和振动状况，在船舶设计的早期阶段，选择声学上最佳的船舶建造型式是声学设计的最重要阶段。
3.船舶振动过大不但会造成船舶结构的损坏，而且会影响船用设备的正常使用。
为此，必须在船舶设计阶段对船舶结构的局部振动性能和总体振动性能进行预报，以便在结构设计方面采用合理方案和必要的措施。
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述摘要：船舶轮机产生的振动噪声对环境产生了一定的影响，其产生的振动噪声在一定程度上破坏了生态环境。
为了加强船舶轮机振动噪声的控制和维护生态环境，就需要采取一些列的隔振降噪措施。
关键词：船舶轮机；振动噪声；控制在船舶的运行过程中，轮机起到了重要的作用，为船舶的运行提供了充足的动力来源，而由于船舶的体积较大，重量较重，使其具有的负担往往较高，在轮机运行过程中，就会出现振动噪声的现象，不仅仅对环境造成了一定的污染，同时，产生的噪音对人们的身体健康也会造成一定的影响。
因此，在当前阶段中，加强对船舶轮机振动噪声控制进行研究，减少船舶在运行中产生的振动噪音具有重要的经济意义与社会意义。
一、船舶轮机振动带来的危害1.船舶轮机振动不利于人的身体健康，传播震动会产生巨大的噪音，人们通过船舶进行出行时，船舶结构通过振动所产生的噪音会对人们带来巨大的负面影响，假使船舶振动越大，那么它所产生的噪音亦会加大，最终导致乘坐者的听力削减，更严重时，也会导致心血管疾病的发生以及神经系统的衰落，同样乘坐者在噪音的环境之下更是无法进行充分的休息，最终导致生理上产生不良的反应，严重者，可能还会诱发心脏病。
对于驾驶人员来说，长期的噪音也会不利于他们的驾驶，会使得他们很容易出现疲劳的现象，在对自身带来巨大的危害同时，也可能由于疲劳驾驶，导致一系列安全事故的发生。
2.船舶轮机振动影响船舶正常的使用寿命，船舶结构上的振动会对该结构带来一系列的损害，对于机械设备所带来的磨损也是十分巨大的，严重时甚至可能会出现船体裂缝这一巨大的损害事故，最终严重影响着船舶在海洋上航行的安全。
其中，在船舶的所有振动结构当中，扭转振动带来的危害是最大的，由于扭转振动所产生的一系列的还是事故也是最多的，为此，当前专家们研究最多的也是扭转振动。
同时，当发生扭转振动时，普通情况之下，船上一般不会产生由于振动所带来的不适感，因此，这一振动形式也是我们经常所忽略的，但一旦忽略之后，通常会伴随着重大的海洋事故的发生。
船舶振动噪声控制技术的现状与发展
船舶振动噪声控制技术的现状与发展发布时间：2021-02-02T02:04:40.056Z 来源：《防护工程》2020年30期作者：石玲霞龚振宇[导读] 高强度的噪声不仅会对船员的身心健康造成危害，甚至会影响机械设备的正常运转。
广船国际有限公司 510000摘要：高强度的噪声不仅会对船员的身心健康造成危害，甚至会影响机械设备的正常运转。
对于某些军工领域的特种船舰，噪声的存在会降低其隐身效果，使其容易被敌方探测、定位、跟踪，严重降低了舰船的生存力及战斗力。
针对船舶存在的噪声问题，多国进行了大量的探索。
法国潜艇采用了短粗尾一体化设计、前置导流环、金属橡胶隔振垫等一系列减振降噪技术。
关键词：噪声；隔振技术；减振机理；阻尼涂层；粘弹性材料引言船舶在运行过程当中所产生的机械噪音会带来很大的危害，先不谈环境和整个大的社会环境，最直接的受害者就是船上的工作者。
工作人员长期处在一个嘈杂的环境当中，听力会严重受损，除此之外还会影响到身体其他器官的健康，比如神经、心血管等。
因此，必须加强这方面的针对性研究，有效的降低船舶在运行过程当中的噪音，为工作人员提供一个健康舒适的环境。
1船舶噪声的来源及其危害船舶是一种复杂的组合体结构。
船舶噪声的特点是噪声源多，功率较大，频段广、中低频为主。
船舶噪声主要有机械设备工作运转时产生的噪声，螺旋桨引起的噪声以及水动力噪声。
机械设备（包括主机、发电机组、中央空调等）工作时，某些元器件（齿轮等）会由于撞击振动等原因产生噪声。
螺旋桨噪声是由于螺旋桨的转动，引起船尾不均匀流场中空泡的破裂产生的噪声。
水动力噪声是快速水流不规则地作用于船体，引起船体振动产生的噪声。
船舶噪声传播方式主要有3种：1）船舶的机械设备直接向空气中辐射声波，产生空气噪声；2）机械设备的振动能量由振动源部位扩散到船舶的各个部位，然后向船体外辐射声波，产生结构噪声；3）船舶内部结构的振动及螺旋桨的振动等向水下辐射声波，产生水下噪声。
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述船舶轮机振动噪声是指由于船舶发动机和主要传动装置的振动所引起的噪声问题。
这种噪声对于船舶乘员和机组人员的健康和舒适度有着重要影响，同时也会对船舶设备的可靠性和寿命产生不利影响。
对船舶轮机振动噪声进行控制具有重要意义，本文将对船舶轮机振动噪声控制的方法进行综述。
船舶轮机振动噪声主要来源于发动机的传动装置和排气系统。
发动机的传动装置主要包括曲轴、连杆、活塞等零部件，这些零部件在工作过程中会产生振动。
而排气系统则主要包括进气管和排气管，其中进气管在发动机工作时会产生压力波，从而引起噪声。
对于船舶轮机振动噪声的控制可以从以下几个方面进行考虑。
可以通过降低发动机的振动水平来控制船舶轮机振动噪声。
这可以通过改进发动机的结构和传动装置来实现，例如采用减振器、减震器等装置来减少振动的传递，或者设计更加平衡的连杆和曲轴来降低振动。
还可以通过在发动机的各个部位添加隔振措施，如安装隔振垫块、隔振脚等装置来减少振动的传递。
这些措施可以有效降低发动机的振动水平，从而减少振动噪声的产生。
可以通过优化排气系统的设计来控制船舶轮机振动噪声。
排气系统中的压力波是导致噪声产生的主要原因之一，因此可以通过优化排气管道的长度和直径，改变进气管和排气管的形状等来减少压力波的产生。
还可以采用消声器等装置来吸收排气管中的噪声波动，从而降低噪声的水平。
通过这些优化措施，可以有效减少船舶轮机振动噪声对船舶乘员和机组人员的影响。
总结而言，船舶轮机振动噪声控制是一个复杂的问题，需要从发动机的结构和传动装置、排气系统的设计以及振动隔离技术等方面进行综合考虑。
通过合理的措施和方法，可以有效降低船舶轮机振动噪声的水平，提高船舶设备的可靠性和乘员的舒适度。
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述发布时间：2021-06-21T04:14:37.180Z 来源：《防护工程》2021年5期作者：李文锋[导读] 船舶轮机是振动噪声的主要来源，严重影响了船舶的内部环境。
轮机引发的振动噪声，不利于环境保护，无法保障船舶乘客或工作人员的安全与健康。
我国对船舶轮机的振动噪声提出了控制策略，目的是减小船舶轮机振动噪声的污染水平，提高船舶轮机的工作标准，维护船舶运行的安全与稳定，进而消除船舶轮机的振动噪音污染。
李文锋扬州中远海运重工有限公司江苏扬州 225211摘要：船舶轮机是振动噪声的主要来源，严重影响了船舶的内部环境。
轮机引发的振动噪声，不利于环境保护，无法保障船舶乘客或工作人员的安全与健康。
我国对船舶轮机的振动噪声提出了控制策略，目的是减小船舶轮机振动噪声的污染水平，提高船舶轮机的工作标准，维护船舶运行的安全与稳定，进而消除船舶轮机的振动噪音污染。
关键词：船舶轮机；噪声控制；技术研究1船舶轮机振动噪声分析船舶轮机振动噪音是在船舶运行中动力装置因为振动发出的噪音，这会干扰船舶在运行中的舒适度。
这是因为在船舶的运行中，船舶轮机是非常重要的，它是船舶的动力装置，但是一般来说当船舶吨位过大，需要的动力相对的会更多。
在这种情况下动力装置负荷会很大，所以出现噪音也是不可避免。
噪音污染应该引起人们的注意，不仅会对人体产生不良影响，对环境也会有不好的效果。
这样看来，如何降低船舶轮机的噪音就很有必要了。
船舶轮机振动噪声，具有复杂的特点，轮机振动噪声控制的系统性非常强，必须以轮机的实践运行为主，才能提高振动噪声的控制水平。
由于船舶是在水中运行的，在运行的过程中，不仅仅会受到船体自身压力的影响，同时还会受到水流的阻力，使轮机运行的压力变大，导致轮机出现振动噪音的现象较为复杂，只有将复杂的情况清晰地分析出来，才能使用有效的方式对其进行解决。
在不同的情况下造成噪声的原因也是多种多样的，如船舶轮机在设计的时候存在不合理的部分，船舶轮机的养护不到位导致一些零件出现偏差，或轮机内的一些零件本身在运行时就可能会产生噪音。
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2 结构振动噪声研究综述
2. 1 国外研究进展 声振动沿船体结构传播过程的物理表示方法与振动频率有着重要关系 。在低频上 , 一般使用这个 过程的波动表示法 , 它用结构声振动的振幅和相位来表征 ; 在高频上 , 使用这个过程的能量表示法 , 使 用的是该振动的能量参数( 能量密度和能量流) 。 飞机及舰船结构的振动都属于高频范围 。 解决高频振 动的方法很多 , 统计能量分析法( SEA 法) 就是预测结构振动模态和频率的一种有效方法 。这种方法是 在 60 年代初期为模拟大型结构的振动噪声而提出的 , 第一个分析高频振动噪声的研究者是 Lyon 和 Maidanik[ 1] , 研究表明 , 子系统中的每个模态的能量平均值是相互独立的 , 子系统的总能量为每个模态 能量的和 。SEA 法的难点在于耦合损耗因子的确定 , 它决定了有多少能量从一个子系统传到另一子系 统中 。自从出现 SEA 法后 , 研究者一直致力于耦合损耗因子的推导 , Lyon 和 Eichler 概括了推导耦合损 耗因子必须遵循的方法 , 并给出了一个例子
118
船舶力学 ( 4)在给定的子系统中 , 给定频带内所有共振模态之间具有能量等分 ;
第 7 卷第 1 期
( 5)任何两个子系统间的能量流与振荡时耦合的子系统之间的实际能量差成正比 , 即能量流与平 均耦合模态能量之间的差成正比 。 以一两单元单自由度系统为例 , 其功率平衡方程为 : P i n 1 =ω ω ω η η η 1 E1 + 12 E 1 21 E 2 P i n 2 =ω ω ω η η η 2 E2 + 12 E 2 21 E1 的耦合损耗因子 , Ei 是单元 i 对时间的能量均值 , i =1 , 2 且 η i j ni = η j i nj 式中 ni 是单元 i 的模态密度 , η j i 和 nj 的定义同 η i j 和 nj 。 由于输入的能量必须与散失的能量相等 , 因此有 Pd = cv ﹒x2 =2 ζ ω x2 = 2 ζω Q =ω nm ﹒ n E =ω n E / n Eη 其中 ci 是阻尼系数 , ζ 是阻尼系数与临界阻尼系数的比值 , Q 是品质因子 。 ω η 1+ η 12 -η 21
[ 3] [ 2]
。 Grosveld 使用 SEA 法预测飞机由于气流对机身的激励
在舱室内产生的噪声 。Fahy 和 White 发表的文章列举了 SEA 法应用的范围类型 , 指出了 SEA 法适用 的情形 [4] 。 七十年代后 , SEA 法的应用得到迅速发展 [ 5 -9] , 它首先被用来计算典型船舶结构及其模型 , 随后被用于分析较大的船舶结构 , 此外对一个有 1647 个单元 、 7496 个耦合分支的全船模型的结 构噪声传递系数及舱室内的声压进行了计算 [ 14] 。 Hynnä et al[ 15] 借助于有限元前处理程序 , 对三艘船的 收稿日期 : 2002 -01 -15
[ 30]
对一简化的基座结构分
3 结构振动噪声分析的两种方法
3. 1 SEA 法 — — — 统计能量分析法 在 SEA 法中 , 将结构分成一系列线性耦合的子系统 , 假设各子系统之间的主要能量流是由于结构 共振或声学模态引起的 , 即统计能量分析通常是关于各个共振振荡器组之间的能量或功率流 。子系统 由于外部激励或子系统间的耦合而产生的能量等于其散射的能量 , 此外还假设 : ( 1)在不同的子系统之间具有线性的耦合 ; ( 2)能量流是在那些与所研究的频带内有共振频率的各振荡器组之间 ; ( 3)振荡器受不相关的力的宽带随机激励 , 这些激励在统计上是独立的 ;
1 引 言
船舶在运行过程中使用的运转设备是产生振动与噪声的根源 。 船舶舱室里的振动噪声会使劳动 条件恶化 , 对船员健康产生不利影响 , 给乘客带来诸多不便 。因此 , 国际上船级社和其他机构如美国海 岸警备队( U. S. Coast Guard) 都规定其噪声限制 , 这促使船舶设计师和建造师采取各种措施去降低船体 结构的振动噪声 。 在船舶领域 , 以往的实践大都是在已经设计完毕的船舶上采用特殊器材以达到减振降噪的目 的 。然而 , 这种解决问题的办法所需费用较大 , 如果在一开始就结合声学要求进行结构设计 , 则不仅节 省开支 , 而且可以获得更大 、更好的效果 。 因此在船舶设计阶段就进行结构的振动噪声分析是很有意 义的 。
i ≠1
3. 2 EFEA 法 — — — 能量有限元法 弹性介质中的能量平衡可用下式来描述 : e/ t dV =
σ
u/ t
dA +
πi n -πd i s s d V
( 6)
其中 e 为结构内的能量密度 , σ为结构的应力向量 , u 为任一点的位移向量 , πi n 为输入能量密度 , πd i s s
( 12)
这里假设动能和位能近似相等 , 且 η <<1 。 以垂向振动有限薄板的运动方程为例 :
4
h 2 ρ wω(1 -iη ) w =0 D
( 13)
其中 w 为板的垂向位移 , ρ 为密度 , h 为厚度 , η 为阻尼系数 , D 为弯曲刚度 , 方程的远场解为 :
ik x ik x ik y -i k y i ω t y wf f =( Ax e x + B xe x )(A B ye y ) e + ye
为耗散的能量密度 。 单位时间通过单位面积的能量为 : u t
I =σ
又
A
( 7)
IdA=
V
·I d V
则方程( 6) 可改写为 :
e/ t d V =
V
V
(πi n -πd i s s -
I) dV
( 8) ( 9)
或
e /t =π I i n -π d i ss 由结构在稳态下能量对时间的导数为 0 , 得到密度与耗散能量的关系 :
[ 22]
采用与 Sung 类似的方法建立了纵向振动杆的能量控制方程 。 对一些简单的情
况 , 推出了用能量密度功率( POWER) 表示的边界条件 。 用这一方法 , 仅用能量密度变量就可表示振动 [ 23] 杆的全部响应 。 后来 Lase 将这一方法用到了梁上 。 另一种精确的能量解法由 Luzzato [ 24] , Le Bot 和 Jeze quel [ 25] 推出 , 此法采用能量密度和拉格朗日能 量作为耦合变量 , 适用于任何频率 。 但它与传统的模态分析同样费时 , 因此在效率上没有改进 。 九十年代 Wohlever 和 Bernhard
基金项目 : 高校博士点基金资助项目( 2000021701) 作者简介 :孙丽萍( 1962 ) , 女 , 哈尔滨工程大学教授 。
[ 10 13]
第 1期
孙丽萍等 : 船舶结构振动噪声分析及其进展
117
声压进行了分析 。 目前 , 从现有的文献中可以查到大量的耦合损耗因子信息 , 由于耦合损耗因子是已 知的 , 使得 SEA 法变得很简单 。 另外 , 每个子结构只有一个单元 , 计算费用也不高 。 但是 SEA 法没有考 虑能量密度在子结构内的变化和阻尼的不均匀性 , 使用该法得到的解与实测值有一定的误差 。 要想分析和控制噪声 , 就要了解能量在结构内的分布和传递 。 随着 SEA 法的不断发展 , 对于连续 结构中能量流控制方程的推导也有了明显的进展 。 Belov 和 Ry bak [ 16] 第一个使用格林函数系数分析无 限大板的振动响应 , 以便获得用吸收系数表示的传递方程 。但是他们的方法没有形成边值问题的数值 解 。Belov
[ 26]
第一次采用与传统力学一致的方法建立了杆和梁的能量控制方
[ 27]
程 , 并推出了杆间和梁间的耦合关系 。 其中一些能量密度耦合的参数是由 Cho 和 Bernhard 推出的 。 该法可以解释 Nefske 和 Sung 以及 Lase 和 Jezequel 所得结果的平稳性 。 该方法的重要贡献在于根据连 续力学原理推出了波动的传导系数 。 此法由 Bouthier 和 Bernhard [ 28 , 29] 进一步完善 , 该法以能量密度为 动力控制方程的变量 , 视能量以波动形式在结构中传递 , 以有限元离散不同的结构构件 , 使结构的几 何特性和阻尼特征可充分表述 。 N . Vlahopoulos , L . O. Garza -Rios 和 C . Mollo 别采用两种方法进行了计算 , 并将其结果与实验值进行了比较 。 2. 2 国内研究情况 国内在结构噪声预报及控制方面开展的工作比较有限 。 蔡承德 [ 31] 用统计能量法编制了舱室噪声 预报程序 , 对 35000 t 级散货船进行了舱室噪声预报 。
N
η 1 +∑ η 1 i n1
i ≠1
-η 12 n1
N
… -η 1 N n1 … -η 2 N n2
N
ω E 1/ n1 ω E 2/ n2 ω EN / nN =
P1
P2 PN
-η 12 n2 η N 1 nN
η 2 +∑ η 2 i n2
i ≠2
( 5)
…
η N +∑ η N i nN
[ 17]
推导了有横波 、纵波及扭转波的加筋板能量流动传导方程 , 传导系数用加强筋处的能量反
[ 18 , 19]
射系数和传递系数表示 , 此法主要用来计算结构的最优阻尼 。 Nikiforov 研究了板格结构的能量流 , 他假设加筋板格间的能量分布是均匀的 , 并引入了一个传递系数 , 该系数与结构的局部能量耗散和局 部能量密度有关 , 通过应用能量守恒定律 , 可获得关于能量密度的二阶偏微分方程 。 如果板格在两个 方向的刚度相同 , 则二维场中的能量密度的曲线为圆 ; 若在一个方向上刚度大些 , 则能量密度的曲线 为椭圆 。该法所得结果与实验值吻合较好 。Buvailo 和 Ionov