船舶振动第九章
船体振动知识点
船体振动知识点船体振动是指船舶在航行过程中因受到外力作用而产生的振动现象。
船体振动不仅会影响船舶的航行性能和安全性，还会对船员的工作环境产生一定的影响。
因此，了解船体振动的知识点对于船舶设计、航行和维护非常重要。
本文将介绍船体振动的几个主要知识点。
1.振动类型船体振动可以分为几种类型，包括纵向振动、横向振动和垂向振动。
纵向振动是指船舶在航行过程中沿着船体纵轴方向产生的振动；横向振动是指船舶在航行过程中沿着船体横轴方向产生的振动；垂向振动是指船舶在航行过程中沿着船体垂直方向产生的振动。
不同类型的振动会对船舶产生不同的影响。
2.振动原因船体振动的原因主要有以下几个方面。
首先，船舶在航行过程中会受到外界水流的作用，从而产生一定的水动力振动。
其次，船舶的推进装置和船体之间的耦合效应也会引起振动。
此外，船舶载货时的不平衡也会导致船体振动。
了解振动的原因是预防和减少振动的关键。
3.振动影响船体振动对船舶和船员都会产生一定的影响。
首先，振动会影响船舶的航行性能，包括船速和操纵性。
振动还会对船舶的结构安全性产生影响，可能引起船体的疲劳破坏和结构松动。
此外，振动还会对船员的工作环境产生不良影响，可能导致船员的疲劳和不适感。
因此，减少振动对于船舶和船员的安全至关重要。
4.振动控制为了减少船体振动的影响，可以采取一些振动控制措施。
其中一种常见的控制措施是加装振动吸收器。
振动吸收器可以通过吸收和消散振动能量来减少振动的传递。
另外，船体结构的设计和材料的选择也可以影响船体的振动特性。
合理的结构设计和材料选择可以减少船体振动的发生和传递。
5.振动监测与评估为了对船体振动进行监测和评估，可以采用一些现代化的技术手段。
例如，可以使用加速度计和振动传感器进行振动信号的测量和记录。
通过对振动信号的分析，可以评估船体振动的程度和影响范围，从而采取相应的措施进行振动控制和改进。
总结起来，船体振动是船舶在航行过程中产生的振动现象，它对船舶和船员都会产生一定的影响。
船舶振动及其管理方面的探讨
船舶振动及其管理方面的探讨船舶振动是指船舶在航行过程中由于海浪、船体结构、引擎和螺旋桨等因素所引起的振动现象。
船舶振动不仅影响船舶的航行性能和安全，还会对船舶设备、船员健康和船上系统产生不良影响，因此船舶振动的管理非常重要。
船舶振动主要分为横向振动、纵向振动和垂向振动。
横向振动是船舶在航行过程中由于海浪的作用导致船体左右摇晃的振动；纵向振动是船舶在航行过程中由于海浪的作用导致船体前后摇晃的振动；垂向振动是船舶在航行过程中由于海浪的作用导致船体上下震动的振动。
船舶振动的管理要针对不同类型的振动采取相应的措施，包括设计优化、结构强化、减振装置的安装和船员的培训等。
船舶振动的管理需要选用合适的管理方法和技术。
目前，常用的船舶振动管理方法包括结构优化设计、降低振动源的噪声和振动、安装减振装置、采取舱室隔离和选择航行路线等。
结构优化设计是通过改变船舶的结构和布局来减少振动的发生；降低振动源的噪声和振动是通过改进船舶设备的设计和维护来降低噪声和振动的发生；安装减振装置是通过在船舶上安装减振装置来减少振动的传递和影响；舱室隔离是通过设计合理的舱室结构来减少振动的传递；选择航行路线是通过选择适合条件的航行路线来减少船舶受到的海浪的影响。
船舶振动管理的目标是减少振动对船舶设备和船员的损伤，提高船舶的航行性能和舒适性。
通过合理的船舶振动管理，可以降低船舶的振动水平，减少船舶的沉降和变形，延长船舶的使用寿命，提高船舶的操作稳定性和安全性，提高船员的工作效率和舒适感。
船舶振动及其管理是一个重要的研究领域。
通过对船舶振动的深入理解和有效管理，可以降低船舶振动对船舶和船员的不良影响，提高船舶的性能和安全性。
希望随着科技的发展和研究的深入，船舶振动管理技术能够不断进步，为船舶的航行和运营提供更好的保障。
船舶振动及其管理方面的探讨
船舶振动及其管理方面的探讨船舶振动是指船体在航行过程中受到的各种外部和内部因素引起的震动现象。
船舶振动的产生对船舶设备和船员的安全都会造成一定的影响，因此对船舶振动进行有效的管理和控制非常重要。
本文将就船舶振动的产生原因、对船舶的影响以及管理措施等方面展开探讨，以期为船舶相关人员提供参考和借鉴。
船舶振动的产生原因多种多样，主要包括以下几点：首先是船体本身的设计和航行速度。
船体的设计对振动有很大的影响，在高速航行中，船体会受到来自水面的波浪和风力的作用，引起振动。
其次是船舶设备和机械的运行。
船舶上的各种设备和机械在运行时会引起一定的振动，如主机、辅机、泵等设备的运转会在一定程度上影响船体的稳定性和振动情况。
海况和气候也是振动的一大影响因素。
海况的变化会对船舶造成不同程度的摇摆和震动，而恶劣的气候条件更会加剧船舶振动的程度。
货物装载和分布也是振动的来源之一。
货物的装载方式和分布情况对船舶的稳定性和振动有很大影响，不合理的装载和分布可能会引起船舶在航行中的不稳定振动。
船舶振动对船舶设备和船员的影响是多方面的。
船舶振动对船舶设备的损耗是不可忽视的。
振动会直接导致船舶设备的磨损和故障，从而影响设备的使用寿命和性能。
振动还会对船员的工作和生活造成不良影响。
长时间的振动会导致船员的身体疲惫和不适，严重影响工作效率和工作质量。
振动还会增加船舶的油耗和维护成本。
长时间的振动会导致燃油的不合理消耗和船舶设备的加速老化，增加船舶的维护成本和运营成本。
为了有效管理和控制船舶振动，需要从多个方面进行综合考虑和措施的制定。
首先是船舶的设计和建造。
在船舶的设计阶段就应该考虑到振动的问题，合理设计和布置船舶结构和设备，以减小振动的发生。
其次是船舶设备和机械的维护和保养。
定期的设备检查和维护是减小船舶振动的重要手段，保持设备的良好状态和正常运行，减少因设备问题导致的振动。
船舶的操作规程和驾驶技术也是重要的因素。
船舶的操作和驾驶应该根据实际情况和海况来进行，采取相应的措施来减小船舶的振动。
船舶振动第九章
船舶振动第九章第九章船舶的主要激励船上出现的有害振动主要是由螺旋桨、机器（主机、发电机、发动机、泵、通风机）和波浪激励引起的。
§9-1 螺旋桨的激励一.概述1.有害振动70%是由桨激励引起的。
2.因激励幅值过大或者虽然激励幅值不算太大，但却激起船舶总体或者局部结构共振，都将造成振动响应过大，在船上产生有害振动。
3.桨产生的激励有两种：1）轴频激励（一阶激励或一阶干扰）由桨叶静力、动力不平衡引起的轴频激励，其激励频率等于桨轴转速，它与桨的制造质量有关，与水动力不平衡有关。
2）叶频激励：桨在不均匀流场中运转而诱导出的高阶激励（叶频、倍叶频），其激励频率等于桨叶数的整数倍，即叶频、2倍叶频等，有表面力和轴承力两种。
4.影响桨激励的因素：1）桨的形状参数；2）船尾部线型、附体；3）航速。
5.轴承力和表面力：1）表面力：桨旋转时经水传至船体表面的脉动水压力。
2）轴承力：因伴流不均匀导致桨叶上承受周期性变化的力，该力通过桨轴和轴承作用于船上。
注：一般表面力是主要的，即脉动压力主要。
6.桨脉动压力产生的原因：1）螺旋涡系：桨工作时，叶面与叶背的压力差在叶梢处形成螺旋涡系，使桨附近水中各点的压力周期性变化，压力场内船体结构受周期性脉压作用。
桨载荷（推力和力矩）不同，涡旋强度亦不同。
2）叶厚效应：桨叶有厚度，在流场中运动时，该场中某一点P处的压力将随着桨叶的接近和远离该点而发生周期性变化，由此形成对结构的脉动压力，这种效应称为叶厚效应。
注：（敞水均匀流场，脉动压力仍存在，船后不均匀流场脉压波动加大）3）空泡：空泡体积变化、生与灭，造成脉压幅值变化，它对表面力的影响很大。
二.螺旋桨静力、动力不平衡引起的轴频激励1.静力不平衡：原因：1）桨制造误差（各叶间夹角、叶宽及叶厚不尽相同）；2）桨叶空泡剥蚀。
力学特征：桨整体质心不在回转轴线上，当桨转动时，就有垂直于桨轴的离心惯性力产生，该周期性激励其频率等于桨轴转速。
船体振动学课程教学大纲
船体振动学课程教学大纲课程代码：74120280课程中文名称：船体振动学课程英文名称：Ship hull vibration学分：3.0 周学时：3.0-0.0面向对象：预修要求：理论力学、材料力学、线性代数、数学物理方程、积分变换、电工学一、课程介绍（一）中文简介船体振动学是船舶与海洋工程技术专业的专业必修课。
课程内容由两部分组成。
第一部分是振动学基本理论（含单自由度振动系统、多自由度振动系统、连续体振动系统）。
第二部分是船体振动理论（含船体总振动、船体局部振动、船舶主要振源、船舶振动测试与评价）。
第一部分是核心，内容相对丰富。
数学上主要涉及二阶常系数微分方程与弦振动方程、傅里叶变换、频率响应函数等。
第二部分是基本内容，主要目的是培养学生理解从一般振动系统到船体振动的概念和现状，以及理论与实践的关系、科学计算与实验的关系。
最后，附加部分含非平稳外载荷谱估计、数据处理、分数阶振动等。
希望能激发学生对船体振动领域的兴趣。
（二）英文简介Ship hull vibration is a specialized and obligatory course for undergraduates majored in ship and ocean engineering. The course consists of two parts. The first part plays a key role in the course with contents relatively rich, including systems with single degree of freedom, multi-degree freedom systems, and vibrations of continuum systems. It relates to, in mathematics, differential equations of second order with constant coefficients, beams as a main object from a view of mechanics, and frequency transfer functions in dynamical analysis. The second part is for understanding the profile of ship vibrations globally and locally, with the focuseson the relationships between theory and practice, between scientific computations and testing, between science research and references or standards with respect to wave-induced ship hull vibrations. The additional part, finally, is for practical knowledge in ship vibrations, such as spectrum estimation of nonstationary loading, data processing in vibrations, fractional vibrations and so forth.二、教学目标（一）学习目标本课程涉及学科较多（材料力学、理论力学、船舶结构力学、高等数学、工程数学、数据处理、信号处理等）。
船舶振动及其管理方面的探讨
船舶振动及其管理方面的探讨船舶振动是指船舶在航行或者停泊过程中因外部或内部原因而产生的振动现象。
船舶振动不仅会影响乘客的舒适度，还会对船舶设备和结构造成损坏，甚至影响船舶的正常运行。
船舶振动的管理至关重要。
本文将对船舶振动及其管理方面进行深入探讨。
船舶振动的类型主要包括结构振动和机械振动两大类。
结构振动是指船舶的结构在航行或者停泊时因水流、风力等外部因素引起的振动；机械振动则是指船舶内部设备在运行时产生的振动。
船舶振动也可以根据振动的频率和幅度来进行分类，通常可以分为激动振动、共振振动和强迫振动等类型。
虽然船舶振动的类型繁多，但其产生的原因大多与水动力学、结构设计、机械设备运行、航行环境等方面有关。
船舶振动对船舶设备和结构造成的损害是不容忽视的。
在结构方面，长期的结构振动会导致船体和船舶设备的疲劳破坏，甚至出现裂纹和断裂等严重问题；在机械方面，机械振动会加速设备磨损，影响设备的使用寿命。
船舶振动还会对乘客和船员的健康和工作环境产生影响，严重时甚至会引发安全事故。
有效管理船舶振动对于船舶运营和维护至关重要。
船舶振动的管理需要从多个方面进行考虑。
要从设计和制造阶段抓起，注重船舶的结构设计和材料选用，以提高船舶的抗振能力和结构强度。
需要加强船舶设备的维护和保养工作，及时发现和排除设备运行引起的振动问题。
航行环境的监测和控制也是船舶振动管理的重要一环，可以通过利用最新的船舶振动监测技术，对船舶在航行过程中的振动情况进行实时监测和控制。
船舶振动的管理还需要进行定期的振动检测和评估，以及根据振动情况制定相应的管理措施和维护计划。
船舶振动管理的核心在于预防和控制船舶振动问题的发生，以及及时处理已经发生的振动问题，以减少振动对船舶设备和结构造成的损害。
目前，船舶振动管理已经成为航运行业的一个热点话题，船舶振动管理技术也在不断地得到改进和完善。
在船舶振动管理技术方面，最新的科技成果和发展趋势主要体现在以下几个方面。
船舶机械振动及控制
船舶机械振动及控制对船舶的机械有害振动的控制措施主要有防振和减振两个方面，防振是指在船舶设计阶段就考虑到振动的容许标准而采取降低振动的措施，减振则是指使营运船舶的振动下降到容许的标准。
防振措施和减振措施仅仅是对象的差异及处理的角度有些不同，其基本原理是一样的，即：（1）避免共振。
改变结构的固有频率或激励频率防止共振的产生。
（2）减小激励力。
进行动平衡或结构改型减小激励幅值。
（3）减小振动或激励力的传递。
增加阻尼以防止吸收振动能量，装设减振装置以达到减小幅值的目的。
一柴油机振动控制柴油机时引起船体振动的主要激励源之一，因此在船舶设计初期，选择什么样的机型是至关重要的。
在满足功率等指标的情况下，应注意选择具有较小不平衡力和不平衡力矩的柴油机做主机。
柴油机的缸数越多，其一般平衡性就越好。
（一）防止共振选择主机时应配合螺旋桨考虑是否与船体发生低阶共振的可能性，尤其应避免在主机常用转速下的低阶共振问题。
在设计阶段，先计算船体总振动的几个主要谐次的固有频率，以避免与柴油机和螺旋桨的各阶激励力共振。
主机的选型应与减速齿轮箱、螺旋桨在一起考虑，在改变主机营运转速较困难时，也可改变变齿轮箱减速比或改变螺旋桨页数以达到改变激励频率的目的。
（二）减小激励力对于存在外部不平衡力或者不平衡力矩柴油机，可以通过安装平衡补偿装置来减小振动激励力。
这是一种普遍应用的防止有害振动的措施。
平衡补偿装置是使偏心质量以与主机激励频率相同的转速旋转，产生补偿力或者力矩以抵消柴油机的不平衡力，减少他们对振动的影响。
按运转驱动方式可将平衡器分为两大类：一是由电动机驱动，或称电动平衡器；二是由曲轴驱动直接附装在主机上。
按被平衡激励的形式又可以分为一次力矩平衡器、二次力矩平衡器和组合平衡器。
电动平衡器一般安装在船体垂向振动振幅相当大的舵机底甲板上。
（三）减小振动传递1，隔振器对于不平衡的主机或辅机可以在机座下装设隔振器，以减小主机激励力对船体的传递。
大学物理第九章振动学基础习题答案
第九章 振动学习题9-1 一小球与轻弹簧组成的振动系统，按(m) 3ππ8cos 05.0⎪⎭⎫ ⎝⎛+=t x ，的规律做自由振动，试求（1）振动的角频率、周期、振幅、初相、速度最大值和加速度最大值；（2）t=1s ，2s ，10s 等时刻的相位；（3）分别画出位移、速度和加速度随时间变化的关系曲线。
解：（1）ω=8πs -1，T=2π/ω=0.25s ，A=0.05m ，ϕ0=π/3，m A ω=v ，2m a A ω=（2）π=8π3t φ+ （3）略 9-2 一远洋货轮质量为m ，浮在水面时其水平截面积为S 。
设在水面附近货轮的水平截面积近似相等，水的密度为ρ，且不计水的粘滞阻力。
（1）证明货轮在水中做振幅较小的竖直自由运动是谐振动；（2）求振动周期。
解：（1）船处于静止状态时gSh mg ρ=，船振动的一瞬间()F gS h y mg ρ=-++ 得F gSy ρ=-，令k gS ρ=，即F ky =-，货轮竖直自由运动是谐振动。
（2）ω==，2π2T ω==9-3 设地球是一个密度为ρ的均匀球体。
现假定沿直径凿通一条隧道，一质点在隧道内做无摩擦运动。
（1）证明此质点的运动是谐振动；（2）计算其振动周期。
解：以球心为原点建立坐标轴Ox 。
质点距球心x 时所受力为324433x m F G G mx x πρπρ=-=- 令43k G m πρ=，则有F kx =-，即质点做谐振动。
（2）ω==2πT ω== 9-4 一放置在水平桌面上的弹簧振子，振幅A ＝2.0 ×10-2 m ，周期T ＝0.50s 。
当t ＝0时，（1）物体在正方向端点；（2）物体在平衡位置，向负方向运动；（3）物体在x ＝1.0×10-2m 处，向负方向运动；（4）物体在x ＝-1.0×10-2 m 处，向正方向运动。
求以上各种情况的振动方程。
解：ω=2π/T=4πs -1（1）ϕ0=0，0.02cos4(m)x t π=（2）ϕ0=π/2，0.02cos 4(m)2x t ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ （3）ϕ0=π/3，0.02cos 4(m)3x t ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ （4）ϕ0=4π/3，40.02cos 4(m)3x t ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭9-5 有一弹簧，当其下端挂一质量为m 的物体时，伸长量为9.8 ×10-2 m 。
船舶振动及其管理方面的探讨
船舶振动及其管理方面的探讨船舶振动是船舶运行过程中不可避免的现象，它会影响船舶设备的稳定性和船员的舒适性，甚至会对船舶结构产生损害。
有效管理船舶振动对于船舶安全和舒适性至关重要。
本文将就船舶振动及其管理方面展开探讨。
一、船舶振动的来源1. 主机振动主机振动是船舶振动的主要来源之一，主要表现为主机的旋转不平衡、轴承不稳定等原因引起的振动。
主机振动会传导到船舶结构中，产生共振现象，进而影响船舶的稳定性和安全性。
2. 螺旋桨振动螺旋桨振动是指螺旋桨在运转时产生的振动。
螺旋桨叶片的不平衡、非对称、铰接不良等问题都会导致螺旋桨振动，严重时还会引起螺旋桨自身的破损。
螺旋桨振动不仅会影响航行稳定性，还会加速轴承磨损，增加维修成本。
3. 海浪振动海浪对船舶的振动也有一定影响，特别是在恶劣海况下，海浪对船体的冲击会使船舶产生较大的振动，对船舶设备和结构构成一定的挑战。
二、船舶振动管理的重要性船舶振动会对船舶设备、结构和船员的生活工作环境都产生不良影响，如果不及时有效地管理船舶振动，会导致以下问题：1. 设备损坏船舶振动会影响船舶设备的正常运行，加速设备的磨损，大大缩短设备的使用寿命，甚至导致设备故障。
2. 能耗增加船舶振动会使船舶的推进系统、发电系统等设备的能耗增加，由于振动会导致能量的损失，使得船舶的燃油消耗增加。
3. 舒适性降低船舶振动会对船员的生活和工作环境造成影响，降低船员的舒适度，并可能导致船员的身体健康问题。
4. 安全隐患船舶振动可能导致船体结构的疲劳破坏，对船舶的安全构成威胁。
振动也可能导致设备故障，增加船舶在航行中的风险。
基于以上问题，船舶振动管理显得尤为重要，其目的是减少振动对船舶设备、结构和船员的不良影响，确保船舶的安全和舒适性。
1. 设计阶段考虑振动问题船舶设计阶段就要考虑船舶振动问题，通过调整船体结构、增加阻尼材料等措施来减少振动传递，降低振动对船舶的影响。
2. 船舶结构加强加强船舶结构，提高船舶的抗振能力，降低振动对船体结构的影响。
船舶振动及其管理方面的探讨
船舶振动及其管理方面的探讨【摘要】船舶振动是船舶运行中常见的问题，振动的成因包括船舶结构、海况和船载物物等多个方面。
振动对船舶的影响包括增加船体疲劳、损坏设备和影响乘员健康等。
为了有效管理船舶振动，需要采取振动管理策略和监测技术，以及振动控制方法。
船舶振动控制的重要性在于提升船舶安全性和乘员舒适度。
未来研究方向包括优化振动控制方法和提高振动监测技术的精度。
技术应用前景广泛，包括在船舶设计和运营中的应用，为船舶行业带来更高效、更安全的发展。
对船舶振动管理的探讨和研究具有重要的现实意义和广阔的发展前景。
【关键词】船舶振动、成因、影响、管理策略、监测技术、控制方法、重要性、未来研究方向、技术应用前景1. 引言1.1 船舶振动及其管理方面的探讨船舶振动是指船舶在航行或停泊过程中因受到外部力的作用而发生的连续或间断的物理振动现象。
船舶振动不仅会影响船舶的航行稳定性和安全性，还会影响船员的工作环境和舒适度。
船舶振动管理成为船舶设计和运营中不可忽视的重要问题。
在探讨船舶振动管理方面，首先需要了解振动的成因。
船舶振动的主要成因包括船体受到波浪、风浪和潮流等外部环境力的作用，以及船舶内部结构和设备的运行状态引起的振动。
振动的成因决定了振动的性质和特点，进而影响到振动对船舶的影响。
振动对船舶的影响主要包括船体结构疲劳、设备失效、船员舒适度下降等。
为了减轻振动对船舶的不良影响，需要采取一系列的振动管理策略。
振动管理策略包括振动监测技术、振动控制方法等。
振动监测技术通过安装传感器对船舶振动进行实时监测，为振动控制提供数据支持。
振动控制方法包括减振装置的设计和安装、调整船舶行驶速度和方向等措施。
船舶振动控制的重要性不言而喻，它直接关系到船舶的安全性和舒适度。
未来研究方向包括改进振动监测技术、探索新的振动控制方法等。
技术应用前景广阔，船舶振动管理将会成为船舶设计和运营的重要组成部分。
通过不断的研究和实践，我们可以有效降低船舶振动带来的危害，提升船舶的安全性和舒适度。
船舶轴系振动研究
船舶轴系振动研究船舶轴系振动研究一、引言船舶轴系振动是指船舶轴系统在运行过程中发生的振动现象。
船舶的轴系由主机、轴、轴承、减速器等组成，其运行状态和振动特性对航行安全和机械寿命具有重要影响。
本文将探讨船舶轴系振动的研究现状、影响因素以及振动控制手段，以期为船舶设计和运行提供参考。
二、研究现状1. 轴系振动的定义与分类船舶轴系振动可分为弦振动和扭振动两类。
弦振动是指轴系在弯曲载荷作用下发生的振动，其频率与轴的弹性特性有关。
扭振动则是轴系在扭矩作用下发生的振动，其频率与主机输出转速相关。
2. 振动特性的研究方法为了研究船舶轴系振动特性，常采用模态分析和频域分析等方法。
模态分析通过计算轴系的固有频率和振型，揭示了其特征。
频域分析则通过将时域信号变换到频域，得到频率成分的谱分析图，可以深入了解振动的频率分布特性。
三、影响因素1. 轴系结构与材料轴系的结构参数和材料强度对振动具有重要影响。
合理的轴系设计和材料选择能够减小振动幅度和频率，提高航行平稳性。
2. 主机质量分布和转速控制主机的质量分布和转速控制方式会对轴系振动产生显著影响。
合理设计主机及其配套设备，细致调节主机转速能够减小振动幅值和频率。
3. 轴承刚度和润滑状态轴承的刚度和润滑状态也是造成振动的重要因素。
适宜的轴承刚度和润滑方式可减小振动，并提高轴系的稳定性和寿命。
四、振动控制手段1. 结构优化设计轴系结构的优化设计可以减小振动幅值和频率，提高航行平稳性。
通过调整轴的形状、材料、连接方式和支承方式等，可以改善轴系的振动特性。
2. 动平衡技术动平衡是消除轴系振动的重要措施之一。
通过在轴上加重或减重，使轴系在运行时达到平衡状态，减小振动幅度和频率。
3. 振动控制装置安装振动控制装置可以减小轴系振动。
例如，在轴上安装阻尼器或减振器，能够吸收振动能量和调节振动频率。
五、结论船舶轴系振动对航行安全和机械寿命具有重要影响。
通过研究轴系振动的特性和影响因素，可以采取合理的控制手段，减小振动幅值和频率，提高航行平稳性和机械性能。
[工学]《结构动力学》-第九章-随机振动数学描述
![[工学]《结构动力学》-第九章-随机振动数学描述](https://img.taocdn.com/s3/m/71b14a3de53a580217fcfe6c.png)
Rxy() 2 Rx(0)Ry(0)
或
Rxy()
Rx(0)＋Ry 2
(0)
h
25
(3)应用 (a)确定输油管裂纹的位置
设声音在管道中传播速度为V(裂纹K漏油时发出的声 音)，则有
l 1 v 1l 2 t v 2l t 2 l 1 v ( t 2 t 1 ) v m
由互相关函数Rx1x2(τ)找出τm即可，而传感器之间距离
h
2
**常见的几种随机激励：
3)火箭燃烧放热不均匀，如：火箭发动机，化工储液 罐，……
4)地震或地面突变，如：地震，火炮发射，采掘机抖 动，……
**随机振动的利与害 〔利用〕
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1)诊断与检验：心电图、脑电波分析，轴承、齿 轮和发动机的故障诊断
2)找振源、确定传递通道
3) ……
h
3
〔危害〕
对于确定性振动，只要使系统固有频率远离激励 频率，就可避免共振发生
①一个确定性振动，不论波形怎样复杂，也不是随 机振动
②随机振动≠复杂振动，如初相位随机变化的简 谐振动x=X0sin(ωt+φ)(φ在0～2π之间随机取 值)，波形十分简单，但仍属于随机振动
**常见的几种随机激励：
1)固体接触面凹凸不平，如：路面，滚珠轴承，齿轮 金属切削加工，…… 2)流体对固体表面的作用，如：船，堤坝，海洋平台， 高层建筑，……
R x ( t , y ) E [ x ( t ) y ( t )] R y ( t , x ) E [ y ( t ) x ( t )]
对平稳过程，有：
R x ( ) y x 1 y 2 p ( x 1 , y 2 ) d 1 d 2 x y R y ( ) x x 2 y 1 p ( x 2 , y 1 ) d 2 d 1 x
船体振动习题答案
船体振动习题答案船体振动习题答案船体振动是指船舶在航行过程中由于外界激励作用而产生的振动现象。
这种振动不仅会对船舶的稳定性和舒适性产生影响，还可能对船舶结构的完整性造成威胁。
因此，对于船体振动问题的研究和解决具有重要的意义。
在研究船体振动问题时，我们常常会遇到一些习题。
下面，我将给出一些常见的船体振动习题的答案，希望能够对读者有所帮助。
1. 什么是船体振动？船体振动是指船舶在航行过程中由于外界激励作用而产生的振动现象。
这种振动可以是结构的弯曲、扭转、纵向和横向运动等多种形式。
2. 船体振动有哪些影响？船体振动会对船舶的稳定性和舒适性产生影响。
振动会使船舶的结构受到额外的应力，从而可能导致结构的疲劳和破坏。
同时，振动还会对船员的工作和居住环境产生不利影响，降低工作效率和生活质量。
3. 船体振动的主要激励源有哪些？船体振动的主要激励源包括海浪、船舶自身的运动、船舶机械设备的振动等。
其中，海浪是最主要的激励源，其大小和频率对船体振动的影响最为显著。
4. 如何评估船体振动的程度？评估船体振动的程度通常使用振动加速度和振动速度来描述。
振动加速度是指单位时间内振动速度的变化率，而振动速度则是指单位时间内振动位移的变化率。
这两个参数可以通过传感器进行测量。
5. 如何减小船体振动的影响？减小船体振动的影响可以从多个方面入手。
首先，可以通过改进船体结构和设计来提高船舶的抗振能力。
其次，可以采用减振装置，如减振器和减振垫等，来减小振动的传递和影响。
此外，合理安装船舶机械设备，减少其振动也是减小船体振动的有效措施。
6. 船体振动问题如何解决？解决船体振动问题需要综合考虑结构设计、材料选择和振动控制等因素。
首先，需要进行结构分析，确定振动的主要模态和频率。
然后，可以通过数值模拟和实验测试等方法，评估振动的强度和影响范围。
最后，可以采取相应的措施，如加强结构、改善船舶设计和安装减振装置等，来解决船体振动问题。
7. 船体振动的研究领域有哪些？船体振动的研究领域涉及结构力学、振动控制、流体力学等多个学科。
船舶振动及其管理方面的探讨
船舶振动及其管理方面的探讨船舶振动是指船舶在航行过程中由于船体结构和外界环境的作用而引起的振动现象。
船舶振动对船舶的安全性、船体结构的可靠性和舒适度有着重要影响，在船舶设计和船舶管理中具有较高的研究价值和实际意义。
本文将以船舶振动及其管理为主题，对船舶振动的产生原因、评价指标以及振动控制和管理方法进行探讨。
一、船舶振动的产生原因船舶振动主要有以下几个主要的产生原因：1. 推进系统引起的振动：包括船舶主机引起的振动、螺旋桨引起的振动以及舵机和舵轮引起的振动等。
2. 海浪引起的振动：包括波浪冲击引起的振动、浪涌引起的振动以及涡流引起的振动等。
3. 风压引起的振动：包括风压引起的船体振动以及风压引起的桥楼振动等。
4. 船舶结构自身的振动：包括船体自身的弹性振动以及船舶舱室内的声振动等。
以上原因是船舶振动产生的主要原因，不同的产生原因会对船舶振动产生不同的影响，所以在船舶设计和船舶管理中，需要针对不同的振动来源采取相应的措施来控制和管理。
二、船舶振动的评价指标为了评价船舶振动的程度和影响，可以采用以下几个指标：1. 加速度：船体振动的加速度可以反映振动的强度，一般以m/s²为单位进行表示。
2. 振动频率：振动频率是指振动的周期，一般以Hz为单位进行表示。
3. 振动位移：振动位移是指船舶在振动过程中的位移变化，一般以m为单位进行表示。
4. 振动能量：振动能量是指振动时的能量变化，一般以Joule为单位进行表示。
以上评价指标可以综合考虑船体振动的强度、频率、位移以及能量变化等因素，通过对振动的评价指标进行综合分析来评价和判断船舶振动的程度和影响。
三、船舶振动的控制和管理方法船舶振动的控制和管理是为了保证船舶的安全性和舒适度，其中主要的方法包括：1. 结构设计优化：在船舶设计阶段，通过合理的结构设计和优化，降低船体的自身振动特性，进而减小振动的产生和传播，从根本上控制和管理振动。
2. 声学控制技术：通过声学技术，对船舶的船室内空气和结构的声波振动传播进行控制和管理，减小船舶振动的产生，提高船舶的舒适度。
大型船舶振动分析
• 一般情况下纵向振动可以不考虑； • 对于大开口船舶应考虑水平弯曲振动与扭转振动之间的耦合。
14
船体总振动分析
船体总振动类型 非梁振动
当船体振动的模态数上升或频率较高时，船体 梁节点间距已经小于或接近于船宽或型深，船体的 剪切变形已上升到重要地位，并且还伴随着发生船 体横截面内的变形；由于双层底、上层建筑和其它 一些局部结构振动的参与及耦合作用增强，船体总 振动会与梁的性质发生很大差异，这时的振动称为 非梁振动。
动力载荷使结构的质量产生加速度，从而引起了惯性力，故需要考虑 动力载荷和惯性力两者共同作用的影响。
动力载荷与内力和位移之间一般是非线性关系，有时很小的动力载荷 就会引起很大的内力和位移。
船上振动概述
振动问题的类型
激励 已知
系统特性 已知
响应 待求
激励 已知
系统特性 待求
响应 已知
激励 待求
系统特性 已知
序 号
评价衡准
本船数据
1
Wmax<0.75、Wmax<Cb
Wmax=0.70
2
Wmax<1.7 W0.7R
3
θWPB>θB θB =(360º/Z)+10º
4
n
9.903 D / 2 Zd
0.051nD2
TA
W
Wmax Wmin 1W
1.0 R
5
1 d / d r / R 1W
1.0
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船体总振动分析
船舶振动标准
船舶振动标准船舶振动是一种复杂的现象，其影响因素很多。
为了保证船员和乘客的舒适度、设备的正常运行以及船舶的结构安全，需要制定一些振动标准。
本文将介绍船舶振动的各个方面以及相应的标准。
1. 振动幅度标准振动幅度是指振动物体偏离平衡位置的最大距离。
在船舶上，不同的振源和环境条件都会影响振动的幅度。
为了保证船员和乘客的舒适度，国际海事组织（IMO）制定了相应的振动幅度标准。
对于不同类型和用途的船舶，其允许的振动幅度是不同的。
一般来说，客船和货船的振动幅度应小于0.15米/秒，而对于高速船和军舰等特殊用途的船舶，其振动幅度标准可能更加严格。
2. 振动频率标准振动频率是指单位时间内振动的次数。
在船舶上，不同的机械设备和环境条件都会影响振动的频率。
为了保证船员和乘客的舒适度，IMO还制定了相应的振动频率标准。
一般来说，对于居住区和公共区域，其允许的振动频率应小于5赫兹；而对于机器处所和货舱等特殊区域，其振动频率标准可能更加严格。
3. 振动方向标准振动方向是指振动物体在三维空间中的运动方向。
在船舶上，不同的振源和环境条件都会影响振动的方向。
为了保证船员和乘客的舒适度，IMO还制定了相应的振动方向标准。
一般来说，对于居住区和公共区域，其允许的振动方向应小于15度/秒；而对于机器处所和货舱等特殊区域，其振动方向标准可能更加严格。
4. 振动持续时间标准振动持续时间是指振动物体振动的时间长度。
在船舶上，不同的振源和环境条件都会影响振动的持续时间。
为了保证船员和乘客的舒适度，IMO还制定了相应的振动持续时间标准。
一般来说，对于居住区和公共区域，其允许的振动持续时间应小于0.5秒；而对于机器处所和货舱等特殊区域，其振动持续时间标准可能更加严格。
5. 振动能量标准振动能量是指振动物体在一定时间内所具有的振动能量总和。
在船舶上，不同的振源和环境条件都会影响振动的能量。
为了保证船员和乘客的舒适度，IMO还制定了相应的振动能量标准。
船舶轴系振动研究
船舶轴系振动研究引言随着全球贸易和交通的发展，船舶运输作为重要的水上交通方式，扮演着越来越重要的角色。
然而，船舶运行过程中可能会遇到各种问题，其中船舶轴系振动问题尤为突出。
船舶轴系振动不仅影响船舶的运行效率和安全性，还可能对船体结构造成损害，因此对于船舶轴系振动的研究显得尤为重要。
相关研究在过去的几十年中，船舶轴系振动问题已经引起了国内外学者的广泛。
他们针对船舶轴系的振动特性、影响因素以及控制方法等方面进行了深入研究。
研究结果表明，船舶轴系振动主要受到螺旋桨、船体结构、轴系不平衡等多种因素的影响。
此外，船舶轴系振动问题不仅涉及到船舶运行过程中的稳定性，还与船体结构的疲劳损伤密切相关。
研究方法本文采用理论分析与实验研究相结合的方法，对船舶轴系振动问题进行深入研究。
首先，利用有限元分析软件对船舶轴系进行建模，并进行模态分析以获取轴系的固有振动特性。
其次，通过实验测试，获取船舶轴系在运行过程中的振动数据，包括振动位移、速度和加速度等。
最后，对实验数据进行频域和时域分析，探讨船舶轴系振动的内在机制。
实验结果与分析实验结果表明，船舶轴系振动主要集中在低频区域，高频区域的振动幅度较小。
通过对实验数据的频域分析，发现船舶轴系振动主要表现为纵振和横振，且两者之间存在耦合现象。
此外，实验结果还显示，船舶轴系振动的幅值和频率受到螺旋桨转速、负荷等因素的影响。
在时域分析方面，研究发现船舶轴系振动具有非线性特性，且在不同工况下表现出明显的复杂性。
通过对实验数据的详细分析，发现船舶轴系振动主要受到轴系不平衡、螺旋桨激振力等多种因素的影响。
此外，船体结构的固有振动特性和阻尼比对船舶轴系振动也有重要影响。
讨论根据实验结果和分析，本文对船舶轴系振动的原因进行了深入探讨。
研究发现，船舶轴系振动主要受到螺旋桨激振力、轴系不平衡等因素的影响。
为了有效控制船舶轴系振动，可以从以下几个方面入手：1、优化螺旋桨设计，减小螺旋桨的激振力。
通过改变螺旋桨的叶片形状、数目等参数，降低螺旋桨运转过程中产生的激振力，从而降低船舶轴系振动的幅度。
船体振动基础——绪论
绪论 五、船体振动力学的研究内容
Ø引起船体振动的原因。 Ø船体结构的动力特性及响应。 Ø船体振动的容许标准。 Ø防振与减振、降噪的方法。
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第1章 单自由度系统的振动
Ø 实际工程结构的振动系统往往是很复杂的，影响振动的因素很多。 Ø为了研究振动的规律，便于分析、计算，所以在分析振动系统的 振动问题时，必须抓住主要因素，而略去一些次要因素，将实际系 统简化并抽象为简单的力学模型。 Ø这种简化和抽象的程度取决于系统本身的复杂程度、振动的实际 情况和要求计算结果的准确性以及所采用的计算工作和计算方法等。
Ø 单自由度无阻尼自由振动是一种简谐运动。 通过平衡位置时，速度最大，加速度等于零；在最大振动位移处
速度为零，而加速度最大。 Ø 固有频率/固有周期。
固有频率是单自由度无阻尼系统自由振动的极其重要的参数。确 定振动系统的固有频率往往是解决工程中振动的首要问题。
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第1章 无阻尼系统的自由振动
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第1章 无阻尼系统的自由振动
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第1章 系统的自由度
Ø 一个系统于任何瞬时在空间位置的广义坐标数目为此系统的自由度数。 Ø 如果一个系统在任何瞬时的空间位置都可由一个广义坐标来确定，
则此系统为单自由度系统。
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第1章 无阻尼系统的自由振动
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第1章 无阻尼系统的自由振动
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第1章 无阻尼系统的自由振动
1、无阻尼自由振动特性
Ø 按照系统的参数特性分类：线性振动，非线性振动
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绪论 三、振动问题及其解决方法
1、振动问题：知“二”求“一”。
2、求解方法问题 理论分析的方法 实验研究的方法
Ø首先要从具体的工程对象提炼出力学模型； Ø 然后应用力学知识建立所研究问题的数学模型，
船上振动控制指南(2000中文)
2
12.7 减振措施……………………………………………………………………………………………(198) 第 13 章 局部振动 …………………………………………………………………………………………(199)
13.1 概述…………………………………………………………………………………………………(199) 13.2 局部结构的固有振动频率…………………………………………………………………………(199) 13.3 局部结构固有振动频率的详细计算………………………………………………………………(214) 第 14 章 船舶耦合振动……………………………………………………………………………………..(216) 14.1 概述…………………………………………………………………………………………………(216) 14.2 船体一尾部舱段一上层建筑的耦合振动…………………………………………………………(216) 14.3 主机机架一机舱板架的耦合振动…………………………………………………………………(217) 14.4 大开口船船体水平弯曲和扭转的耦合振动……………………………………………………(218) 14.5 结构一流体的耦合振动…………………………………………………………………………(221) 第 15 章 船体振动衡准与防振减振措施…………………………………………………………………(222) 15.1 概述…………………………………………………………………………………………………(222) 15.2 船长等于和大于 100m 的商船振动评价衡准………………………………………………………(222) 15.3 船长小于 l00m 的商船振动评价衡准……………………………………………………………(222) 15.4 防振与减振措施…………………………………………………………………………………(225) 第 16 章 振动测量与分析…………………………………………………………………………………(229) 16.1 概述………………………………………………………………………………………………(229) 16.2 振动测量要求……………………………………………………………………………………(229) 16.3 船体梁固有振动特性测量………………………………………………………………………(230) 16.4 船体结构航行振动测量…………………………………………………………………………(234) 16.5 机械设备振动测量………………………………………………………………………………(235) 16.6 轴系扭转振动测量………………………………………………………………………………(235) 16.7 轴系纵向振动测量………………………………………………………………………………(236) 16.8 轴系回旋振动测量………………………………………………………………………………(237)
船舶 振动学
外因，船体作为一个自由漂浮在水上的空心弹性梁，在营运过程必然会受到各种激励的作用，激起船体总振动和局部振动。
内因，结构的响应，即共振强迫响应。
26.振动过大的原因：1、设计问题。船舶主尺度与主机的选择，螺旋桨与船体及附属体间隙以及尾部线型的配合，布置和结构的连续性等；2、建造质量问题。螺旋桨制造质量差，轴线对中不良，结构连续性破坏，焊接残余应力与初挠度等；3、营运管理问题。船体装载不当，轴系变形，主机各缸燃烧不均匀，机件磨损，松动，螺旋桨受损等。
铁木辛柯梁
变断面
计及剪切变形
计及转动惯量
计及附连水质量
普通等直梁
等断面
不计剪切变形
不计转动惯量
不计附连水质量
欧拉梁（纯弯）
17.转动惯量和剪切变形对梁固有频率的影响：转动惯量使系统的有效质量增加，剪切的作用使系统的刚度下降，均使系统的固有频率降低，其中剪切变形的影响大于转动惯量的影响，对于细而长的梁或梁的高阶振动必须计及剪切和转动惯量的影响。
2、减小螺旋桨激励。通过改变螺旋桨与船体的间隙，桨叶数，螺距，盘面比，桨的形状等来减小其激励；使用导流鳍，隧道尾，导管桨来使螺旋桨盘面内的伴流均匀，U型尾有利于减小螺旋桨激励。
3、减小主机激振。选择平衡性好的主机；选择恰当的安装位置；安装平衡补偿
4、减小激振力的传递。减小柴油机激振力的传递，如在机座下安装减震器；减小螺旋桨激振力的传递，如采用弹性尾轴管，避振穴。避振穴的主要作用是利用橡皮膜及空气室吸收螺旋桨传来的脉动压力
13.准周期振动：由若干个简谐振动所组成的振动虽不是周期性的，但它的特性基本上与周期性的振动相接近，称为准周期性振动。（若任意两个谐振频率之比均为有理数，则此振动是周期性的）
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第九章船舶的主要激励船上出现的有害振动主要是由螺旋桨、机器（主机、发电机、发动机、泵、通风机）和波浪激励引起的。
§9-1 螺旋桨的激励一.概述1.有害振动70%是由桨激励引起的。
2.因激励幅值过大或者虽然激励幅值不算太大，但却激起船舶总体或者局部结构共振，都将造成振动响应过大，在船上产生有害振动。
3.桨产生的激励有两种：1）轴频激励（一阶激励或一阶干扰）由桨叶静力、动力不平衡引起的轴频激励，其激励频率等于桨轴转速，它与桨的制造质量有关，与水动力不平衡有关。
2）叶频激励：桨在不均匀流场中运转而诱导出的高阶激励（叶频、倍叶频），其激励频率等于桨叶数的整数倍，即叶频、2倍叶频等，有表面力和轴承力两种。
4.影响桨激励的因素：1）桨的形状参数；2）船尾部线型、附体；3）航速。
5.轴承力和表面力：1）表面力：桨旋转时经水传至船体表面的脉动水压力。
2）轴承力：因伴流不均匀导致桨叶上承受周期性变化的力，该力通过桨轴和轴承作用于船上。
注：一般表面力是主要的，即脉动压力主要。
6.桨脉动压力产生的原因：1）螺旋涡系：桨工作时，叶面与叶背的压力差在叶梢处形成螺旋涡系，使桨附近水中各点的压力周期性变化，压力场内船体结构受周期性脉压作用。
桨载荷（推力和力矩）不同，涡旋强度亦不同。
2）叶厚效应：桨叶有厚度，在流场中运动时，该场中某一点P处的压力将随着桨叶的接近和远离该点而发生周期性变化，由此形成对结构的脉动压力，这种效应称为叶厚效应。
注：（敞水均匀流场，脉动压力仍存在，船后不均匀流场脉压波动加大）3）空泡：空泡体积变化、生与灭，造成脉压幅值变化，它对表面力的影响很大。
二.螺旋桨静力、动力不平衡引起的轴频激励1.静力不平衡：原因：1）桨制造误差（各叶间夹角、叶宽及叶厚不尽相同）；2）桨叶空泡剥蚀。
力学特征：桨整体质心不在回转轴线上，当桨转动时，就有垂直于桨轴的离心惯性力产生，该周期性激励其频率等于桨轴转速。
后果：干扰力导致尾轴振动，通过轴承引起船体振动。
控制措施：必须进行静平衡校验，限制离心惯性力大小。
2.动力不平衡原因：1）桨制造的误差；2）营运中遭到碰撞。
力学特征：虽然桨质心在回转轴线上，但各桨叶在轴线方向前后有错位，导致各桨叶质心不在同一桨盘面内，在桨旋转时各桨叶产生的离心力形成垂直于桨盘面的不平衡力矩，其频率等于桨轴转速。
后果：该力矩引起桨轴弯曲振动（尤其对高转速桨影响显著），并通过轴承引起船体振动。
控制措施：除了做静平衡校验外，还须进行动平衡校验。
三.螺旋桨水动力不平衡引起的轴频激励原因：桨制造误差，造成各叶片螺距不等（影响最大），或各桨叶长或宽不等，虽静、动平衡性很好，也会在“敞水”中转动时产生动力不平衡。
力学特征：来流对各桨叶攻角不同，每一个桨叶上作用的推力Ti 和旋转阻力Ri也不相等，导致总推力T不会与桨轴线重合，由于偏心的结果，而产生周期性轴频力矩。
另外，由于旋转阻力的合力R不等于零，也产生周期性轴频力矩。
后果：周期性的轴频力矩通过尾轴和轴承传给船体，引起船体振动。
注：为此，指导性文件对螺距误差有要求。
四.螺旋桨在尾部不均匀伴流中运转时诱导的激励（叶频激励）1.激励产生的原因和种类：1）概述a.伴流：当船在水中以v s 前行时，船体周围有一股水流伴随着船一起运动。
（原因：遗留空隙、边界层、兴波）b.伴流场：船后伴流的速度场，一般指轴向伴流场。
（因为轴向伴流速度大，轴向、径向伴流是2阶小量）c. 航速、进速、轴向伴流速度三者关系：v a =v s -u a式中：u a ：轴向伴流速度（m/s）；v s ：航速（m/s）；v a ：进速（进入螺旋桨桨盘面处的水流速度）d.伴流场表示方法：wT =ua/vs式中：wT：伴流分数（泰勒伴流分数），无量纲数。
通常，将桨盘面处测得的各点伴流分数绘制在一张图（伴流分布图），图上曲线是由桨盘面相等的伴流分数值的点连接成，如图6.1所示。
2）叶频激励产生原因之一：由图6.1可知，靠近桨毂和船壳位置的伴流分数值较高，其他位置较低，从而使得不同半径处进速是不同的，即使在同一半径上，绕轴转一周内，叶剖面也处在不同的进速下工作，因此导致每个桨叶剖面的来流攻角也作相应的变化，即处在大攻角、小攻角甚至负攻角下工作。
见图（速度三角形）每个桨叶产生的推力和扭矩也在作相应的变化，如图6.2所示。
图6.2 每片桨叶推力（1转）如果是4叶桨，桨转一周内将出现4次大的推力峰值波动，这就是叶频激励。
3）轴承力螺旋桨转动时，由于作用在桨叶片上的推力和旋转阻力的变化，诱导出的三个力、两个力矩、一个扭矩。
统称为轴承力，见图6.4。
图6.4 传递给桨轴的水动力和力矩。
4）叶频激励产生原因之二：桨在尾部不均匀伴流场转动时，每一叶片扰动水时伴随着产生一个压力向外传播，假定桨正上方船底有一点A，当第一个桨叶经过时，A点处有一个压力作用在上面，当第二个桨叶经过时，A点处又有一个压力作用在上面，如果是4叶桨，在桨转一周时，A点处将受到4次压力作用，脉动压力在一周内波动频率等于桨叶数乘以桨轴转速，此压力称为桨诱导的叶频脉动压力。
见示意图5）表面力：螺旋桨转动时经水传至船体表面上的脉动压力，称为螺旋桨脉动压力，该力沿船体表面的积分（合力），称为表面力。
6）激励频率计算：螺旋桨在不均匀伴流场中运转时产生的激励频率=（KNZ）/60 （6.6）fe—螺旋桨激励频率（Hz）；K—激励阶式中：fe数，K=1，2，3…；Z—螺旋桨叶数；N—螺旋桨转速（r/min）。
f当K=1时称为叶频；K=2时称为倍叶频；K=3 e时称为3倍叶频，等等。
2.轴承力及其计算：1）轴承力引起船体振动的机理：由于螺旋桨在尾部不均匀伴流场中旋转，桨叶在一周内通过的是进速不同的伴流场，在任一瞬时各桨叶的攻角不同，因此导致桨叶上推力和旋转阻力变化。
由于作用在各桨上的脉动推力Ti的合力的作用中心不通过桨轴，因此产生如图6.5（a）所示的脉动推力、垂直和水平力矩。
所以，轴承力有三个脉动分力和三个脉动力矩。
周期形变化推力△Px会引起轴系、船体和上层建筑的纵向振动；扭矩△Mx会引起轴系扭转振动；而垂直于桨轴的垂向力△Pz 、绕y轴的力矩△My会引起轴系和船体垂向振动；而垂直于桨轴的横向力△My、绕z轴的力矩△Mz会引起轴系和船体水平振动。
2）轴承力（叶频）估算参见《船体振动学》金成定《船上有害振动预防》人民交通出版社注：a. 轴承力的大小取决于尾部伴流场、桨参数（侧斜度、桨叶数）、桨转速及航速。
b.估算原理：叶频的轴承力（推力、垂向力、水平力、力矩、垂向力矩、水平力矩）的数值按经验数据取平均推力或平均扭矩的某一百分数。
3.表面力特点及计算方法简介特点：1）无空泡桨产生的脉动压力按传播距离r的2.5次方成反比的关系而衰减。
2）有空泡桨的表面力要比无空泡桨大得多。
3）有空泡桨产生的脉动压力约与传播距离r成反比而衰减。
4）桨产生的脉动压力大小，主要取决于尾部伴流场和桨参数。
5）无空泡螺旋桨产生的脉动压力大小取决于桨叶上水动力负荷、桨叶厚度、桨叶数和叶梢间隙等。
6）有空泡螺旋桨产生的脉动压力取决于桨叶上水动力负荷及桨叶负荷沿径向的分布、侧斜度和桨叶面积。
计算方法简述：近年来，计算表面力的经验公式有了一定发展，基于一定数量的实船试验和模型试验的测试数据，在理论分析基础上用统计方法获得近似计算公式，其中较实用的方法是霍尔顿（Holdon）方法。
此方法是在72艘船实船试验的基础上，用回归分析方法获得有空泡螺旋桨和无空泡诱导的船体表面上脉动压力的预报公式。
详见《船体振动学》金成定《船上有害振动预防》五.渔船激励的计算思路1.尾部伴流场计算：1）伴流场计算（伴流均匀很重要）2）伴流场船模测定（经尺寸修正得实船数据；阻力、自航试验；用毕托管测轴向、周向伴流）。
2.伴流均衡性（英国）5条规定3.表面力（脉压）计算：有（无）空泡4.轴承力计算：参见规范《渔船振动预报》5.衡准：几个方面：1）伴流均匀度2）轴承力3）表面力判据4）梢隙。
六.减小桨激励的方法：1.改善伴流分布：使之尽可能均匀1）设计阶段：振动、阻力推进问题综合权衡考虑。
一般单桨船采用球、U形尾。
水线去流角控制在30º以内。
2）营运阶段：加尾鳍，尾流隧道，旋涡发生器，补偿导管等。
2.改进桨设计（合理选择螺旋桨要素）1）叶数（1）叶数↑，桨脉压↓（一般）；（2）桨轴承力与桨叶数选择有关（参见轴承力计算）；（3）结合主机常用转速，选取合适的叶数以避船共振；（4）确定叶数时，也考虑轴扭转，纵、回旋振和机架振。
2）大侧斜桨（可减桨轴承力和表面力）3)减少桨激励传递（梢隙）避振穴等§9-2 主机（柴油机）激励柴油机激励是导致船体振动的又一主要激励源。
一.概述A.柴油机运转时产生的激励主要有两种：1.运动部件的惯性力形成的不平衡力和力矩。
特点：1）低阶激励；2）激励幅值取决于运动部件的质量，发火顺序、缸数、冲程数、活塞行程及转速；3）激励频率取决于发火顺序、缸数、冲程和转速。
2.气缸内油气燃烧后产生气体压力和往复惯性力合成后导致的倾覆力矩。
特点：1）高阶激励；2）激励幅值取决于缸径、活塞行程、工作压力、缸数、冲程数和转速；3）激励频率取决于缸数、冲程数和转速。
B.柴油机激励导致船体振动：1.激励使柴油机本身、轴系、周围支撑结构以及船体产生振动。
2.低速大功率少缸数柴油机（二冲程）存在特别大的不平衡力矩，有时会造成船体有害振动。
3.中、高速柴油机（一般四冲程），尽管它们的激励幅值较小。
但它们都用作小船主机或作为辅机。
也会引起船体有害振动或者造成局部振动。
二.关于主机不平衡力和力矩往复运动机械存在不平衡力和力矩，尽管柴油机厂家做了平衡补偿，但仍未完全平衡。
如：渔船主机2135（二缸四冲程）其不平衡力、力矩造成的振动危害很多；4135、4100（四缸四冲程），有不平衡力；6135，有不平衡力矩。
参见：常用柴油机平衡特性表。
三.不平衡力及力矩的一般特性：1.激励频率：（与主机转速有关）一阶等于主机转速，二阶等于2倍主机转速（每转2次）。
2.不平衡力矩的种类和作用平面：一阶、二阶均有垂直和水平共四种。
作用平面为水平面、铅垂面。
3.二阶不平衡力矩常成为船舶有害振动的主要激励源：因为二阶比一阶大得多，二阶的平衡补偿不容易。
4.对船舶振动的影响，与主机特性（转速、缸径、冲程、曲柄排列、发火顺序）和船总体布置有关。
5.与主机安装位置有关（激起垂向振动）。
四.预防主机激起振动的措施1.改变频率1）改变主机频率（重新选择主机或营运转速）；2）改变船舶固有频率（重新设计船，变化船质量、刚度而改变垂向弯曲振动固有频率）注：改变范围有限，代价大，作用有限，应用不多。
多为预防措施，在初步设计阶段使用。