船舶机械振动及控制
第4章——船舶振动的原因以及总振动
一.似梁振动（纯船梁振动）
将船体作为一种特殊的梁（船体梁）来研究振动，当低阶（或低 频）时，其振动类似于梁的弯曲称为纯船梁振动或似梁形态。 按船体所受的激励方式的不同划分为： 1.自由振动（主要研究船体总振动模态（固有频率和振形）） 2.强迫振动（主要研究船体梁在各种不同激励作用下的响应及如何 减少和控制振动量级。
2.柴油机激振力
2.1.4多缸机的往复惯性力矩和离心惯性力矩
以三缸二冲程机为例，由于合力为零，为计算简便，计算合力矩时对任意点O
取矩，设O点与各缸中心线的距离为a，a+l，a+2l，则一阶往复惯性力矩为：
[ ] MQ1 = Q1 a cosα + (a + l) cos(α + 240o ) + (a + 2l) cos(α +120o )
2.柴油机激振力
柴油机激振力可按其频率分为低谐次和高谐次： 运动部件的惯性力形成的不平衡力和力矩——低谐次 气缸内气体爆发压力产生的侧推力和倾覆力矩——高谐次
2.柴油机激振力
2.1往复惯性力和离心惯性力：
根据柴油机动力学原理，活塞—曲柄—连杆机构可简化为如下图所示力学模型。
其质量分为两部分： 1.由活塞和连杆小端组成或由活塞件、活塞
F = Gω 2l ≤ (0.01 ~ 0.02)G
g
1.螺旋桨激振力
目前在螺旋桨加工时，都要进行静力平衡 校正，尽可能消除静力不平衡。 但船舶在运营过程中如在浅水区航行时 螺旋桨易受到冰块或者卵石撞击， 使桨叶打断、卷边等，或在湖区桨叶 易受水草缠附，使螺旋桨的静力平衡 受到破坏，引起船体剧烈的轴频振动。
船舶振动
Ship Vibration
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船舶轮机振动噪声是船舶运行中的一个重要问题，对船员的生产和生活都会产生不良影响，同时也对环境造成噪音污染。
对船舶轮机振动噪声进行有效控制具有重要的意义。
本文将对船舶轮机振动噪声控制进行综述，包括振动与噪声的来源、影响、控制方法以及实际应用等方面进行探讨。
一、振动与噪声的来源船舶轮机振动和噪声的主要来源包括内燃机、螺旋桨、传动系统、液压系统、风扇以及其他运行中的附属设备等。
这些设备在运行时会产生不同频率和幅值的振动，并将其振动转化为噪声，影响船舶及其周围环境。
1. 内燃机造成的振动噪声内燃机在燃烧过程中产生很大的振动力和冲击力，并且在高速旋转的过程中会产生较大的机械噪声。
内燃机的振动也会通过机体传导到船体上，产生结构振动和噪声。
内燃机的振动噪声是船舶轮机振动噪声的主要来源之一。
2. 螺旋桨造成的振动噪声螺旋桨是船舶航行时的主要推进装置，其旋转产生的涡流和水流动产生的振动和噪声，是船舶轮机振动噪声的重要来源。
螺旋桨的设计、制造精度和运行状态都会影响其振动和噪声的产生。
二、振动与噪声的影响船舶轮机振动噪声对船员的工作和生活都会产生不良影响，同时也对船舶及其周围环境造成噪音污染。
其主要影响表现为：1. 对船员的健康影响船舶轮机振动噪声对船员的健康会产生不良影响，长期暴露在高强度、高频率的振动和噪声环境中，会引起船员的身体疲劳、神经系统紊乱、听力损害等健康问题。
2. 对船舶设备的影响船舶轮机振动噪声也会对船舶设备的正常运行产生影响，振动和噪声会使得设备的运行不稳定、寿命缩短、甚至引起设备的损坏。
3. 对环境的影响船舶在运行时产生的振动和噪声会对其周围的环境产生噪音污染，对海洋生物和其他船只造成干扰。
三、振动噪声的控制方法为了降低船舶轮机振动噪声对船员和环境的影响，有必要对其进行有效的控制。
控制船舶轮机振动噪声的方法主要包括振动噪声的源头控制、传导路径控制和环境控制。
1. 源头控制内燃机、螺旋桨、传动系统、液压系统、风扇等设备是船舶轮机振动噪声的主要来源，通过对这些设备的设计、制造、安装和维护等方面进行控制，可以有效减小其产生的振动和噪声。
船舶柴油机的轴系扭转振动的分析与研究
船舶柴油机的轴系扭转振动的分析与研究【摘要】本文通过一些国内因轴系扭转振动而引起的断轴断桨的事故实例，来分析引起轴系扭转振动的主要原因，分析扭振主要特性，并提取一些减振和防振的基本控制措施。
【关键词】船舶柴油机轴系扭振危害分析措施在现代船舶机械工程中，船舶柴油机轴系扭转振动已经成为一个很普遍的问题，它是引起船舶动力装置故障的一个很常见的原因，国内外因轴系扭转而引起的断轴断桨的事故也屡见不鲜，随着科学水平的提高和航运业的发展，人们越来越重视船舶柴油机组的轴系扭转振动，我国《长江水系钢质船舶建造规范》和《钢质海船入级与建造规范》（简称《钢规》）和也均规定了在设计和制造船舶过程中，必须要向船级社呈报柴油机组的轴系扭转振动测量和计算报告，以此来表明轴系扭转振动的有关测量特性指标均在“规范”的允许范围内。
1 船舶柴油机轴系扭转振动现象简介凡具有弹性与惯性的物体，在外力作用下都能产生振动现象。
它在机械，建筑，电工，土木等工程中非常普遍的存在着。
振动是一种周期性的运动，在许多场合下以谐振的形式出现的，船舶振动按其特点和形式可分为三种，船体振动，机械设备及仪器仪表振动，和轴系振动。
船舶柴油机轴系振动按其形式可分为三种：扭转振动，纵向振动，横向振动。
柴油机扭转振动主要是由气缸内燃气压力周期性变化引起的，它的主要表现是轴系上各质点围绕轴系的旋转方向来回不停的扭摆，各轴段产生不相同的扭角。
纵向振动主要是由螺旋桨周期性的推力所引起的。
横向振动主要是由转抽的不平衡，如螺旋桨的悬重以及伴流不均匀产生的推力不均匀等的力的合成。
船舶由于振动引起的危害不但可以产生噪音，严重影响旅客和船员休息，还会造成仪器和仪表的损害，严重的时候甚至出现船体裂缝断轴断桨等海损事故，直接影响船舶的航行安全。
而在船舶柴油机轴系的三种振动中，产生危害最大的便是扭转振动，因扭转振动而引起的海损事故也最多，因此对扭转振动的研究也最多。
而且当柴油机轴系出现扭转振动时，一般情况下，船上不一定有振动的不适感，因此这种振动也是最容易被忽视的一种振动形式，一旦出现扭转振动被忽视，往往意味着会发生重大的事故。
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。
船舶噪声与振动控制
船舶噪声与振动控制船舶噪声与振动控制是船舶设计和运行中非常重要的方面。
船舶在海上航行时，会受到各种因素的影响，产生噪声和振动。
这些噪声和振动不仅对船舶的运行效率和安全性产生影响，还会对船员和乘客的舒适度产生影响。
因此，对船舶噪声与振动进行控制是非常必要的。
船舶噪声的来源船舶噪声的来源主要有两个方面，一是船舶的机械设备，二是船舶的流体动力学特性。
机械设备船舶的机械设备包括主机、辅机、发电机、泵等，这些设备在运行过程中会产生噪声。
噪声的主要原因是设备中的零件在运动过程中产生的碰撞、摩擦和振动。
此外，设备的冷却系统、排气系统等也会产生噪声。
流体动力学特性船舶在海上航行时，会受到海水的冲击，产生流体动力学噪声。
这种噪声主要是由于船舶的船体、螺旋桨、舵等部件与海水相互作用产生的。
流体动力学噪声的频率范围较广，可以从几十赫兹到几千赫兹不等。
船舶振动的来源船舶振动的来源主要有两个方面，一是船舶的机械设备，二是船舶的流体动力学特性。
机械设备船舶的机械设备在运行过程中会产生振动。
振动的主要原因是设备中的零件在运动过程中产生的碰撞、摩擦和振动。
此外，设备的冷却系统、排气系统等也会产生振动。
流体动力学特性船舶在海上航行时，会受到海水的冲击，产生流体动力学振动。
这种振动主要是由于船舶的船体、螺旋桨、舵等部件与海水相互作用产生的。
流体动力学振动的频率范围较广，可以从几十赫兹到几千赫兹不等。
船舶噪声与振动的控制方法船舶噪声与振动的控制方法主要有以下几种：隔振降噪隔振降噪是通过隔离船舶机械设备和船体之间的振动传递，降低船舶噪声的方法。
常用的隔振降噪材料有橡胶隔振器、空气隔振器等。
吸声降噪吸声降噪是通过吸收船舶噪声的能量，降低噪声的方法。
常用的吸声材料有吸声泡沫、吸声板等。
隔声降噪隔声降噪是通过隔绝船舶噪声的传播路径，降低噪声的方法。
常用的隔声材料有隔声板、隔声窗等。
减振设计减振设计是通过优化船舶机械设备的设计，减少振动产生的方法。
船用低速柴油机振动噪声特性及控制研究
船用低速柴油机振动噪声特性及控制研究摘要：柴油机是船舶的重要动力设备，振动噪声作为柴油机的重要性能参数之一，一直成为相关领域的研究重点。
如果柴油机的振动噪声水平过高，不但会影响船舶的综合性能，更会影响到乘员的舒适性，因此研究船用柴油机的振动噪声特性并对其进行控制具有重要的现实意义。
但柴油机的振动与很多因素有关，其噪声特性相对复杂，本文采用有限元分析方法对船用低速柴油机振动噪声特性进行了研究，为相关领域提供了理论和实践参考。
关键词：船船动力；低速柴油机；振动噪声；结构优化1柴油机振动特性研究方法随着计算机技术和数学理论的发展，目前人们已经普遍采用计算机仿真软件对柴油机的振动过程进行模拟，以探索其基本原理，从而寻求解决方案。
从文献检索的结果来看，有关柴油机振动和噪声的研究主要集中振动机理、传播特性、作用机制、控制方法等方面的探索，取得了一系列的研究成果，提高了人们对柴油机振动的认识水平。
常用的计算机仿真方法包括有限元法、模态分析法、瞬态动力学分析法和边界元法等等。
其中有限元法（FEM）的应用最为广泛。
其基本思想是把研究对象进行离散分解成许多小网络，当分解粒度小到一定程度时，即可将其物理特性看成是线性的，然后对每个网格进行分别求解，再层层迭代，最终求出整个结构的近似解。
有限元法的仿真精度与其离散的程度有关，仿真精度与网格的尺寸成反比，与计算量成正比。
在各种信号处理算法不断优化的背景下，各种针对振动信号先进的信号处理方法也不断涌现。
许多学者开始将目光转移至柴油机振动信号特征提取、在线故障诊断等方向的研究，并把分形技术、灰度理论、粗糙集、神经网络、模式识别等技术引入到柴油机振动噪声分析体系中来，形成了丰富的理论研究体系[5]。
2柴油机振动噪声特性分析2.1分析方法的确定在柴油机振动噪声的辐射特性求解中，常见的方法有主要有有限元法（FEM）、边界元法（BEM）、能量分析法（SEA）等等。
大量研究表明，低速二冲程柴油机振动所造成的噪声，其频率主要集中在中低频段。
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停泊过程中由于各种原因引起的振动现象。
船舶振动是船舶设计和运营中的一个重要问题，它不仅会对船舶的结构和设备产生一定的影响，还会对船员的工作和生活环境造成一定的影响。
对船舶振动进行管理以保障船舶安全和提高船员的工作生活条件具有重要意义。
船舶振动的原因有很多，主要包括以下几个方面：1. 引擎和推进系统的振动：船舶的主机和推进系统在运行时会产生一定的振动，这是由于主机和推进系统的旋转部件不断进行均衡调速导致的。
这种振动不仅会对船舶的结构产生一定的影响，还会对船员的工作和生活环境造成一定的干扰。
2. 船体的振动：船体的振动是指船舶在航行过程中由于水流、波浪和航向变化等原因引起的振动。
这种振动主要来自于船体与水流和波浪的相互作用，它会对船舶的航行性能和稳定性产生一定的影响。
船体的振动还会对船员的工作和生活环境造成一定的干扰。
针对船舶振动问题，可以采取以下管理措施：1. 船舶设计时考虑振动特性：在船舶设计阶段，应该考虑船舶的振动特性，通过优化船体结构和设备布置等方式减少振动的产生。
在设计船舶的主机和推进系统时，也应该考虑到其振动特性，通过合理设计和均衡调速等方式控制振动的产生。
2. 合理调整船舶运行状态：在船舶运行时，可以通过调整船舶的航向、航速和船载等参数来减小振动的幅度和频率。
在遇到强风浪时，可以适当减速或改变航向来降低振动的产生。
3. 使用振动控制设备：在船舶上安装振动控制设备，例如振动减振器、振动补偿系统等，可以有效地减小船舶振动的幅度和频率。
这些设备通过主动或被动方式对船舶的振动进行控制，提高船舶的舒适性和安全性。
4. 加强船舶维护和检修：船舶在运行过程中，应定期对船体、设备和机械等进行维护和检修，确保其正常运行和振动特性的稳定。
应加强对船员的培训，提高其对船舶振动管理的认识和能力。
船舶的噪声与振动控制
船舶的噪声与振动控制发表时间：2019-06-21T11:53:56.483Z 来源：《科学与技术》2019年第03期作者：张洪政[导读] 对船舶的噪声与振动控制进行了研究。
南通中远船务工程有限公司江苏省南通市 226001摘要：船舶运行期间，需要借助于螺旋桨、主机、推进系统等动力机械与风机、泵等辅助机械装置才可产生运行动力正常行驶，但是这些机械工作时发出的噪声及振动较大，船体长时间受到这些装置工作的影响，有着较高的风险发生船体结构破坏问题，而且船员在此种工作环境下工作容易出现身体健康问题，所以船舶噪声和振动控制处理非常重要，本文对船舶的噪声与振动控制进行了研究。
关键词：船舶；噪声；振动控制1振动源与噪声源分析船舶结构中的主机、柴油机、主推进及主螺旋桨等装置是造成船舶振动源（噪声源）的主要因素，分析多因素与振动源（噪声源）之间的相关性，发现柴油机、螺旋桨装置为重要的影响因素，其中柴油机运转期间可以为船舶提供运行动力，会产生修复力矩、惯性力等振动（噪声）干扰力，而螺旋桨则可以在工作中产生轴承力、叶频干扰力等影响振动振幅大小的激振力。
分析船舶发出的噪声可知主要包括三类：空气动力、电磁、机械噪声，划分依据为发出噪声的声源，还可以依照船舶上噪声发出的具体位置，将噪声划分为船体振动、结构激振、螺旋桨噪声等多类。
研究船舶振动源、噪声源期间，需要对船舶作以局部结构模态分析，从而可让研究人员充分掌握船舶结构阻尼、振型及频率等参数，进而依据参数明确船舶出现振动及噪声期间，是否同时出现谐振现象，并且通过参数还可以对船舶频率、振型的正确性进行测试，从而可结合多项分析结果来预测船舶振动源位置。
2船舶的噪声与振动控制2.1流程分析船舶振动及噪声期间，首先需要对结构振动、声场进行局部分析，内容涉及船舶结构频率、振型，船舶结构敏感点响应值，可选择船舶上的甲板、驾驶室、机舱、控制室以及船员作为重点分析区域与对象，具体分析时需要先明确模型边界，之后对振动源和噪声源参数进行完整收集，从而可以参考参数构建仿真模型、划分网格、荷载施加、提取计算结果等流程的分析。
第七章船舶推进轴系的扭转振动与控制
e12
2 n
I
1
A1
2
e23
2 n
I i Ai
i 1
Ak
k 1
Ak 1 ek 1,k
2 n
I i Ai
i 1
0
n
m 1
A Ast
2)
m0
n
3) 1
n
n
m 1
此时阻尼对放大系数的影响最大
4) 2 m 1
n
2 n
1 Ie
增大I或e可使n 下降
时共振
n
tg 1 2n
2 n
2
2
小结： 1）系统自振频率仅与结构有关 n 1/(I e)
1 2 n1
A(1) 1
A(2) 1
A(n1) 1
高速机一般只考虑
1， 2， 3
k
A(1) k
sin(1t
1
)
A(2) k
sin(
2t
2
)
A(n1) k
s
in(
n1t
n1 )
取第一质量作为分离体
S1 U12 0
A
h
h
1
(
2 n
2)2
4n 2
2
2 n
[1 ( n
)2 ]2
n2
4
2 n
(
机械工程中船舶推进系统的噪声与振动分析
机械工程中船舶推进系统的噪声与振动分析船舶推进系统的噪声与振动分析船舶推进系统是船舶运行中至关重要的组成部分，不仅决定了船舶的性能和速度，还对航行安全和舒适度产生重大影响。
然而，在推进系统运行过程中，噪声和振动问题常常困扰着船舶的设计和运营。
噪声和振动是船舶推进系统中普遍存在的问题。
首先，噪声对船员和乘客的健康和安全造成潜在威胁。
长期暴露在高噪声环境下会对人们的听力、神经系统和心理健康产生不可逆转的损伤。
同时，噪声也会给生活在海洋中的鱼类和其他水生生物带来生态灾难。
其次，振动问题会导致船舶的各种设备和结构受损。
严重的振动甚至会引发设备的故障和事故，对船舶安全和可靠性构成威胁。
那么，如何进行船舶推进系统的噪声与振动分析以及如何降低噪声和振动水平呢？首先，进行噪声与振动分析需要先建立与船舶推进系统相关的计算模型。
通过对船舶推进系统的结构、工作原理和动力参数的深入研究，可以根据声学和振动学原理建立相应的模型，来准确预测和分析系统的噪声和振动特性。
其次，分析船舶推进系统噪声与振动产生的原因。
船舶推进系统的噪声主要来自于各个部件之间的相互作用和摩擦产生的噪声。
船舶推进系统的振动则是由于系统中的旋转部件、传动装置和液压装置等工作时产生的。
了解噪声与振动的来源，可以有针对性地采取措施进行降噪与减振。
接下来，改进设计和加强船舶推进系统的维护。
在设计船舶推进系统时，应该考虑采用降噪和减振技术，如隔声结构、吸音材料等，以减少噪声和振动的产生。
此外，定期对船舶推进系统进行维护和检修，确保系统的稳定性和运行安全。
定期的维护不仅可以降低噪声和振动水平，还有利于延长系统的寿命和提高性能。
最后，结合现代技术创新，应用先进的控制方法来降低噪声和振动。
例如，采用主动噪声控制技术，通过对噪声源进行实时控制，抵消或衰减相应的噪声信号。
此外，使用自适应振动控制技术，可以根据振动信号实时调整系统的控制参数，以减少振动对设备和结构的影响。
第七章船舶推进轴系的扭转振动与控制
轴系振动有：扭转振动、回转振动（横振）、纵向振 动。其中以扭转振动为主，当周期性的交变力矩作 用的频率与自振频率相同时，将产生共振。 我国“船规”规定220kW（300HP）以上的船舶都要 申报扭振计算书。 一、扭振的概述 1、轴系扭振的成因及危害 轴系本身具有扭转振动的基本特性：弹性与惯性 轴系承受不均匀的干扰力矩 当扭转振动所产生的应力超过许用值时，会对轴系产 生极大的破坏作用。
i 1 k 1
k质量振动位移 (k 1)质量位移 (k 1, k )轴段变形
对简谐振动 A sin( n t )
2 n A sin( n t ) 2 max n A
A2 A 3 Ak A n
2 A1 e12 n I 1 A1
A2 e23
2 n
I
i 1 2 n
2
i
Ai
Ak 1 ek 1,k
I
i 1 n 1 i 1
k 1
i
Ai
2 An 1 en 1,n n I i Ai n
2 自由段： U n ,n 1 n I i Ai 0 i 1
高速机一般只考虑
k Ak(1) sin(1t 1 ) Ak( 2) sin( 2 t 2 ) Ak( n1) sin( n1t n1 )
取第一质量作为分离体 S1 U 12 0 1 I1
1 2
e12
0
1 2 1 e12 I 1
n=
n-1- n-1,nEn-1,n n,n+1=n-1,n+ n n=0
振动主动控制及应用
振动主动控制及应用振动主动控制是指通过施加外部力或扭矩来减少或抑制机械系统或结构体的振动。
这种方法主要通过引入能量来抵消振动系统的能量损失，从而有效地控制振动，改善系统的稳定性和性能。
振动主动控制主要应用于以下几个方面：第一，机械系统的振动控制。
机械系统的振动控制是指通过施加与振动方向相反的力或扭矩来抵消振动系统的振动。
这种方法可以有效地减小机械系统的振动幅度，提高机械系统的稳定性和性能。
例如，在船舶上安装振动控制装置可以减小船舶在大海上的振动，从而提高船舶的航行稳定性和舒适度。
第二，建筑结构的振动控制。
建筑结构的振动控制是指通过施加与结构体振动方向相反的力或扭矩来减小结构体的振动。
这种方法可以有效地减小建筑结构的振动幅度，提高建筑结构的稳定性和安全性。
例如，在高层建筑中安装振动控制装置可以减小建筑结构因地震、风力等外界因素引起的振动幅度，从而提高建筑结构的抗震能力和安全性。
第三，车辆及交通工具的振动控制。
车辆及交通工具的振动控制是指通过施加与车辆振动方向相反的力或扭矩来减小车辆的振动。
这种方法可以有效地提高车辆的稳定性和行驶舒适度。
例如，在汽车中安装振动控制装置可以减小车辆因不平路面、车轮不平衡等因素引起的振动幅度，从而提高乘坐的舒适度和驾驶的稳定性。
第四，航空航天系统的振动控制。
航空航天系统的振动控制是指通过施加与系统振动方向相反的力或扭矩来减小航空航天系统的振动。
这种方法可以有效地提高航空航天系统的稳定性和性能。
例如，在飞机中安装振动控制装置可以减小飞机因气流、发动机振动等因素引起的振动幅度，从而提高飞机的飞行稳定性和乘客的舒适度。
振动主动控制的应用主要有以下几个方面：第一，智能建筑。
智能建筑是指通过引入先进的技术手段对建筑进行控制和管理，实现建筑与居住者之间的信息交流和能量交流。
在智能建筑中，振动主动控制技术可以用于减小建筑结构的振动幅度，提高建筑的稳定性和安全性，从而提供一个更加舒适和安全的居住环境。
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一、前言船舶作为海上运输的重要交通工具，其机械设备的运行必然会产生一定的噪音。
而船舶上的噪音不仅会影响船员的工作和生活质量，也会对周围海洋生态系统产生影响。
对船舶机械设备的噪声进行分析与有效控制是至关重要的。
本文将对船舶机械设备噪声进行分析，并提出一些有效的控制方案，以期在保障船员健康和提高船舶工作效率的也能减少对周围环境的影响。
二、船舶机械设备噪声的来源与特点1. 噪声的来源船舶机械设备的噪声主要来自以下几个方面：- 主机和辅机的运转：例如柴油机、螺旋桨、泵等设备的运行会产生振动和噪声；- 冷却系统：船舶上的冷却系统通常包括冷却水泵、冷却塔等，其运行也会产生较大的噪声；- 压缩空气系统：空气压缩机的运行会产生高频噪音；- 船舶结构：船体结构以及内部装配的设备都会对噪音的传播产生影响。
2. 噪声特点船舶机械设备的噪声具有以下几个特点：- 高频：空气压缩机、涡轮机等设备产生的噪音往往具有较高的频率；- 低频：柴油机、螺旋桨等设备产生的噪音往往具有较低的频率；- 远距离传播：船舶上的噪音往往会在水中通过远距离传播，影响范围广。
1. 噪声测试与分析针对船舶机械设备产生的噪音，可以采用噪声测试仪进行实地测试，获取各处的噪声数据。
通过对噪声数据的分析，可以确定各个设备产生的噪音强度和频谱特性，找出主要的噪音来源。
2. 噪声传播途径分析船舶机械设备产生的噪音不仅会在空气中传播，也会通过船体结构传播到水中。
需要对噪音的传播途径进行详细的分析，确定哪些部位受到噪音的影响最大，从而有针对性地进行控制。
3. 噪声对周围环境的影响分析船舶机械设备的噪声对周围的海洋生态系统和居民生活产生影响，需要进行相关的环境影响评估。
通过对噪声对周围环境的影响进行分析，可以确定合理的噪声控制目标，并合理地进行控制措施的制定。
1. 设备改造与升级对于噪音较大的设备，可以考虑进行设备改造与升级，采用更加先进的设备或者改进原有设备的结构与工艺，以减少设备运转时产生的噪音。
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)
船舶减少振动和噪音的对策研究
船舶减少振动和噪音的对策研究摘要：随着航运和船舶技术的不断发展，各类型船舶载重量、航速等日益提高，而噪音、振动对船员的影响，以及振动与噪音对船舶安全的影响，本文通过船体设计、施工、船舶装备技术能力、提升船员劳动权益保障，为船员在工作和休息时提供一种可接受的舒适度，以及更好地促进我国航运业的可持续发展具有重要意义。
关键词：船舶；振动；噪音；对策1.引言随着海上运输业和船舶技术的迅速发展,包括船舶在内的各类型船舶吨位载重量、航速等日益提高,同时航道特点导致船舶向宽大船型和大功率方向发展。
由于造船技术和船体的优化设计能力的不断提升,船用钢板以及相应构件相对变薄和变小,船舶重量减小,船舶结构刚度也有所下降,这些因素叠加在一起致使船体振动加剧,进而造成船舶噪声也随之增加。
针对船舶振动和噪声污染管理和控制也趋于严格,国际海事组织及中国政府出台了一系列监督与管理规定,包括第MSC337(91)号决议通过的《船上噪声登记规则》、《ISO-6954/2000》、《1974年国际海上人命安全公约》、《环境保护法》、《环境噪声污染防治法》和《防治船舶污染水域环境管理规定》及其实施细则。
为此急需对船舶进行减振设计和处理,减少振动与噪声对船舶安全和营运人员的健康影响,进而提升船舶安全与船舶使用寿命。
2.船舶噪音、振动来源船舶噪声分为空气噪声和结构噪声两部分。
船舶产生噪音和振动的源头包括主机、辅机、风机、泵、空压机、锅炉、燃油装置、加油站、推进装置、冷藏装置、操舵装置通风和空调机等通向这些处所的围壁通道,基本上集中布置在机舱区域。
3.船舶减振措施3.1船体减振措施及降噪尽管船舶由钢材制成,但由于船舶尺度较长,船舶在船长方向上有一定弹性,具有弹性体属性,较小的激励幅值也会导致船舶变形,并使船舶在共振区引起较大的响应。
航行于的船舶通常采用较高转速的主机,其在正常工况下发生低速共振的可能性较低。
但为了船舶整体的节能增效,船舶现多采用减速齿轮箱来降低尾轴转速,同时增加大螺旋桨直径。
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。
小型船舶船体振动的原因及对策
小型船舶船体振动的原因及对策摘要∶船体会在主机以及螺旋桨等外界干扰下产生一定的振动，尤其是小型船舶，受到的振动影响更为剧烈，而且一旦振动过大，会影响到船舶的正常航行。
基于此，本文首先提出船体设计、主机引发船体振动以及螺旋桨引发的船体振动等问题，其次，通过优化船体设计、主机减震、螺旋桨减震等方面，就小型船舶船体振动原因及其解决对策进行简要分析，并提出自己一点看法。
关键词∶小型船舶;船体振动;减震措施引言船体的振动能够对小型船舶造成非常大的伤害，不仅会影响到船员在航行过程中的舒适度，还会影响到船上设备的正常运行，从而导致船上设备的损坏，造成小型船舶无法正常航行的情况出现，如果不能及时解决，严重的甚至会对船员生命产生威胁。
因此，对于小型船舶船体振动的研究，已经具备非常重要的意义。
一、振动的危害及其原因严重振动对船舶的危害主要有以下几点。
使船体结构或机械设备在应力过大时产生疲劳破坏，景响航行安全。
影响船员和旅客的居住舒适性，影响船员的工作效率，危害身体健康。
影响船上设备、仪表的正常工作，降低使用精度，缩短使用寿命。
另外振动还会激发噪声。
因此研究船舶振动的原因，采取有效措施进行减振十分必要。
船体作为自由漂浮在水上的空心弹性梁，在营运过程中必然会受到各种冲击的作用，激起船体总振动和局部振动。
船体产生振动过大的主要原因可归结为下述 3个方面。
设计时考虑不周，如船舶.主尺度与主机的选择，螺旋桨与船体及附属体间隙以及与尾部线型的配合，船体结构尺寸、布置和结构的连续性等。
建造质量的问题，如螺旋桨制造质量差，轴线对中不良，结构连续性被破坏，焊接残余应力与初挠度等。
营运管理问题，如船体的装（压）载不当，轴系变形，主机各缸燃烧不均，机件损坏、松动，螺旋桨受损等。
二、船舶振动特性及计算2.1船舶的振动特性近一、二十年来，船舶在我压得到了迅速的发展。
目前国内营运中的各类船舶，在船体振动方面有两个共同的特点∶ 一是由于自重控制严，故船体结构尺度小，船体刚度较常规船型要弱; 二是采用高速机、高速桨，其激励幅值较常规船型大，激励频率又高。
船舶结构的振动问题及防范措施
船舶结构的振动问题及防范措施发表时间：2019-07-01T15:47:34.003Z 来源：《防护工程》2019年第7期作者：金华1 王茂2 [导读] 本文针对船舶结构的振动问题进行研究，并采取有效措施解决此项问题，进而为人民出行提供更舒适的环境，使我国可持续发展更有意义。
1.舟山中远海运重工有限公司舟山市 316311;2.启东中远海运海洋工程有限公司启东市 226251 摘要：随我我国经济的高速发展，社会日趋进步的背景下，交通工具出现的方式也越加复杂化，近年来，随着我国交通事业和对外经济的高速发展，船舶行业的发展速度也随之提升，进而为国民出行以及商业用品运输提供了一定的便捷性，然而在我国可持续发展战略背景下，人们对船舶行业的发展也提出了更高的要求，基于此，本文针对船舶结构的震动问题进行研究调查，阐述其中存在的问题并提出符合实际要求的防范措施，意在为船舶行业发展提供良好帮助。
关键词：船舶结构；振动问题；防范措施前言：国有经济高速发展背景下，船舶行业的发展也得以提升，当前时期，船舶行业不仅能够为国民出行提供一定的帮助，还能够为我国对外经济发展奠定基础，虽然我国船舶事业发展得到提升，但是构成船舶的设备仍然需要进一步完善，本文所阐述的船舶结构振动问题就是其中的重要一项，船舶振动问题的产生原因较多，影响也较为的广泛，因此，本文针对船舶结构的振动问题进行研究，并采取有效措施解决此项问题，进而为人民出行提供更舒适的环境，使我国可持续发展更有意义。
一、船舶结构振动造成的影响及改善的重要性分析船舶行业高速发展背景下，我国经济效益以及人民出行也得到一定的发展，但随之也带来一定的影响。
一方面，为能够保障船舶的航海速度，主机的功率也随之提升。
另一方面，部分船舶公司为能够在短期时间内追求到经济效益的提升，船舶结构存在质量问题，用料的厚度以及骨架材料的选择没有达到标准。
进而导致船体的振动加剧，此种现象不仅影响船内人员的身体健康，而且对环境也造成一定的影响。
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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。
所要求的减震器应该柔软些，这通常只有对高速柴油机才能实现。
目前国内常用的减震器主要有橡胶减震器和金属弹簧减震器。
另外，钢丝网隔减震器在工程上的应用也得以发展。
2 防振支撑
近代船用大型柴油机因采用长冲程和超长冲程，其机架横向振动是一个突出问题，成为船体激励源振动之一。
当横向振动比较大时，可在主机上部与船舷左右侧间设横向防振支撑于船体连接。
它通常能使机架横向振动减小50%以上，固有频率提高5%~50%。
目前常用的防振支撑主要有机械式、摩擦式、液压式三种。
（1）机械式支撑
机械式支撑使主机的刚性得到明显的增加，机架的固有频率上升，下降。
但另一方面，机架的部分振动能量讲通过支撑传递至全体，有可能加剧船体的振动。
（2）摩擦式支撑
摩擦式支撑的断面形状为U 型。
3）液压式支撑
它由一个充满氮气的蓄能器，一个装压力表的节流阀，哥哥固定在船体上装有差动活塞的减压缸及一根压杆组成。
另外，选择恰当的主机位置也能减小船体的振动。
因为主机安装位置不同，不平衡力和不平衡力矩做功也不同。
二螺旋桨振动控制
螺旋桨是激起船体振动的一个主要激励源，在设计尾型与螺旋桨时，除了考虑快速之外，还必须考虑振动这一因素。
减小螺旋桨的节流一般原理大致可分为三个方面：首先是改善伴流分布，使之尽可能均匀。
在伴流分布以不可能进一步改善时，则可改进螺旋桨设计，减小激励幅频。
当上诉两者均达不到理想时，则可在结构上采取措施，减小激励的传递和减小结构响应。
（一），改善伴流
1 尾型设计
理论研究、模型试验和实船测试表明，螺旋桨盘面内伴流分布，对螺旋桨激励起着重要作用，而船舶尾部线性对伴流场的形成由起着很大影响。
设计尾部线性时，应考虑使螺旋桨来流去去流顺畅，尽可能避免漩涡的形成，使伴流尽可能均与。
V 型呈“反曲”形并构成所谓整流穴，它改善了沿纵刨面线自上而下的水流方向，使水流均称并降低桨盘面上部的伴流峰值。
近年来对大量伴流均匀化研究也表明，单桨船采用球形尾既能降低螺旋桨盘面内的最大伴流峰值，又能提高盘面内的平均伴流值，因而它既能减小螺旋桨的激励又能提高船舶本身的效率。
2 加装尾鳍
安装导流管不仅可以提高螺旋桨（高载荷）的效率，而且由于导流管的存在减小了斜流的影响，同时又能使导流管上下来流趋于均匀，因此将导致螺旋桨的表面支撑力大大减小。
采用导流鳍能起到整流作用，使螺旋桨盘面内的伴流趋于均匀。
3 控制去流角
去流角是船体纵剖面与后体水线的夹角，增加去流角会导致平均伴流的船舶阻力增高，从而使螺旋桨的载荷加大。
但是，只要去流角保持在30°之内，对伴流分布的影响不大，可以得到较理想的伴流分布。
为保证光顺的水线，满载水线的去流角对单桨船一般不宜超过20°，否则伴流便脱离船体表面在水流和船体间的空隙内停满了“死水”，对螺旋桨工作不利。
（二）改进螺旋桨设计
1 叶数
螺旋桨的设计应该注意避免引起空泡。
一般来说，随着螺旋桨叶数的增加，螺旋桨诱导的脉动压力有下降的趋势。
2 侧斜
大侧斜螺旋桨可以减小螺旋桨轴承力和表面力。
3 梢部卸载
螺旋桨就常规设计中，径向载荷分布，即径向环量分布都选择最佳环量分布形式，以求最高的效率。
串列螺旋桨可解决激励，从而减小船体的振动，实船测试也证明其减振效果良好。
（三）减小激励传递
1，调整间隙
螺旋桨与船体的间隙直接影响螺旋桨激励力的传递。
保证间隙特别是适当增大梢隙，将使螺旋桨的激励得到改善。
2，设置避振穴
对于浅水船因吃水小，梢隙难以满足要求时，可设置避振穴，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，以减小对船体的激励。
三设备的隔振
船舶机械如动力机械、发电机、空压机等，虽然功率范围、工作效率较差甚大，但其本身均含有运动部件，他们在工作时产生激励。
隔振就是在振源与结构之间装设减振隔振，以减少振动的传递。
（一）隔振器的类型
1 橡胶隔振器
橡胶隔振器可用天然橡胶合成橡胶，其特点是结构简单、三向刚度可通过结构予以调整，但对环境要求高、寿命有限。
2 橡胶隔振器
橡胶振垫是一种表面有不同凸起的橡胶板，具有弹性，故有隔振功能。
其刚度由形状决定，如需减少刚度以降低系统的固有频率，可将两层或数层串联使用。
3 金属弹簧隔振器
金属弹簧隔振器的特点，只要是较低的隔振系统固有频率。
此外，其特点不受温度影响，适用温度范围宽，对环境影响不敏感，寿命长。
（弹簧减震器）
4 钢丝网隔振器
钢丝网隔振器是一组特殊压制的钢丝网。
由于钢丝网是不可压缩的，故这种隔振器属硬性弹簧。
其阻尼是由于隔振器的变形时在钢丝只之间产生摩擦形成的。
5 钢丝绳隔振器
钢丝绳隔振器是一种新型的纯金属隔振器。
弹簧元件作用不同不锈钢丝绳绕成，绳圈的上下两面有夹板夹住，夹板就作为隔振器上下的安装平面。
6 隔振吊架
吊架可用金属作弹性元件，也可用橡胶或钢丝作阻尼元件。
主机加装隔振器后，为了保证柴油机的输出泛滥与螺旋桨轴之间有相对的自由位移，在他们之间应安装弹性联轴器，并要求在轴向和径向有较大移位，较大柔度和较小反力。