船舶轴系横向震动的产生和危害
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。
船舶结构的振动及预防措施分析
船舶结构的振动及预防措施分析摘要：本文通过对船舶结构振动的原因进行分析，结合船舶行驶的具体过程，进一步提出预防船舶结构振动的措施，提高船舶运行过程中的安全性。
关键词：船舶；振动；预防措施船舶在运行的过程中，会受到各种外在因素的影响，这些外在影响，可能直接作用在船体的外部结构上，也可能通过间接的作用在船体的表层，从而对船舶本身造成影响。
很多外力因素的对船舶的直接表现形式是引起船舶动荡，造成船舶结构的振动。
影响较小的振动可能会影响船内成员的身体不适，造成乘客的烦恼，降低乘客乘船体验感，但不会对船舶本身造成比较大的危害。
如果出现了比较大的振动，可能会使船舶在运行的过程中出现比较大的损伤，影响船舶的整体结构和各类零部件，造成零部件之间的剧烈的摩擦，使某个部位出现故障，影响船舶整体的运营情况，后期工作人员在维修的过程中，也需要投入大量的资金和人力，来对受振动影响的工作设备进行维修。
为了尽量避免这种情况的发生，我们需要对船舶结构的振动进行分析，提出相应的解决措施，减少对船舶结构造成的危害。
一、船舶结构振动产生的原因通过分析，船舶结构的振动主要原因是螺旋桨，主机，辅机以及其他的外在因素。
这些原因构成了船舶结构振动的振动源，让船舶在行使的过程中产生振动。
由于辅机所造成了振动比较小，所以这里对辅机造成的振动不进行主要的说明。
（一）螺旋桨造成的振动螺旋桨对船舶结构造成的振动有具体的不同的实现路径，通过研究调查，发现主要是以下几个方面。
第一，螺旋桨在旋转的过程中传递给船舶结构的力与力矩。
螺旋桨在运动的过程中，不可避免的会产生振动，在振动过程中，螺旋桨产生的力就会通过轴系传递出去，让船舶因螺旋桨而产生振动。
第二，船尾的压力分布不均匀。
由于船体结构尾部全部浸泡在水中，在运动过程中受到水影响的压力不均匀，造成了压力脉动的现象。
第三，螺旋桨与轴系之间产生的水弹性耦合。
（二）主机造成的振动主机在工作的过程中，除了会产生一次激励外，在某些特殊的情况下，还会产生二次激励。
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。
船舶推进轴系振动与功率测量分析研究
讨论
根据实验结果和分析，本次演示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。
文献综述
近年来，国内外学者针对船舶推进轴系振动问题进行了广泛的研究。研究内 容主要包括推进轴系的模态分析、振动特性分析、振动故障诊断等方面。
在模态分析方面，研究者通过有限元方法对推进轴系进行模态模拟，得到了 轴系的固有频率和振型。研究表明，推进轴系的模态特性与船舶的动力学特性密 切相关。
在振动特性分析方面，研究者对推进轴系在不同工况下的振动响应进行了测 量和分析。结果表明，推进轴系的振动响应受到船舶运行工况、推进轴系结构及 材料等因素的影响。
在振动故障诊断方面，研究者通过对比正常和故障轴系的振动数据，利用谱 分析、小波变换等信号处理方法，实现了对推进轴系故障的早期发现和诊断。
然而，现有研究大多于推进轴系的振动特性和故障诊断，而对推进轴系振动 的抑制方法研究较少。因此，本研究将针对这一问题展开探讨。
研究方法
本研究采用实验测试与数值模拟相结合的方法，对推进轴系的振动进行抑制 研究。首先，利用振动测试设备对推进轴系的振动响应进行实验测试，获取丰富 的实验数据。然后，通过有限元方法对推进轴系进行建模，并对模型进行动力学 分析，得到轴系的模态频率和振型。
1、在实验测试方面，由于测试设备和条件的限制，未能对不同类型和规模 的船舶推进轴系进行全面的测试和分析。因此，未来的研究可以进一步拓展实验 测试的范围，以验证方法的普适性和有效性。
船舶轴系扭振产生的原因及对策
• 90 •内燃机与配件船舶轴系扭振产生的原因及对策杨帆(台州理工船舶工程设计有限公司，台州318000)摘要：船舶轴系作为船舶推进系统中重要的构成部分，而轴系产生的扭振则是导致船舶推进系统出现各类事故的重要原因之 一。
本文笔者在分析船舶轴系扭振产生的原因的基础上，就如何削减船舶轴系扭振提出了几点措施，希望为提高船舶运行的安全性尽 微薄之力。
关键词：船舶轴系扭振;原因；削减措施0引言在船舶运行过程中，柴油机轴系扭振已经成为威胁船 舶安全运行的动力装置之一，因此要想提高船舶动力装置 的安全性，首先要找到船舶轴系扭振产生的原因，然后采 取有效措施，从而为装置的安全运行提供保障。
1船舶轴系扭振分类及原因扭振主要指的是所有拥有惯性和弹性的物体，因为受 到外力作用而出现振动的现象。
对船舶来说，同样存在着 轴系扭振的现象，船舶柴油机轴系振动形式主要包含横向 振动、纵向振动、扭转振动三种。
而上述三种振动中，扭转 振动产生的危害最大，扭转振动简称为扭振，船舶轴系扭 振的产生在很大程度上跟其主机有关，当船舶的柴油机发 生间歇性燃烧与喷油、输出的扭矩不均匀时便会产生扭 振；齿轮箱的咬合冲击和误差激励会导致齿轮系统发生误 差，出现扭振。
船舶在不断推进过程中会因为轴系上的部 件安装不正确，存在对中偏差或者材料不均匀等均会引起 船舶轴系在行使过程中出现质量不均匀的情况。
除此之 外，在工作状态下，螺旋桨还会受到环境因素的影响，从而 产生不均匀流畅不均匀激励轴系。
在柴油轴系出现扭振 时，通常情况下不会给船舶带来振动的不适感，这也是轴 系扭振容易被忽视的主要原因，若该扭振无法得到重视， 稍有不慎便可以引发重大安全事故。
另外，当发动机处于 主临界速度运转时，自由端的传动齿轮箱常常会产生出较 大的噪声，此时检查齿轮便可以发现有剥落或者腐蚀等情 况，严重时还可能出现断齿事故[1]。
2削减船舶轴系扭振的措施2.1减小激振力矩由于轴系扭振的动力根源为激振 力矩，而若想降低激振力矩，只需要直接减少扭转的幅度 即可，归纳起来，可以采取以下方法：① 将柴油机更换成推进电机。
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。
减轻船舶横摇的措施
减轻船舶横摇的措施
船舶横摇是船舶航行中的一个常见的现象。
它可以在船舶的前方和后方产生横向的运动，从而影响船舶的安全性和效率。
横摇的原因主要有外界的海浪波浪、自身操纵不当以及其他错误设计等。
在船舶设计中，应考虑横摇可能带来的危害，采取必要的措施以减少横摇。
首先，改善船舶的设计。
在船舶设计中，应考虑到各种船舶横摇现象，尽可能减少横摇运动。
例如，改善船体轮廓，避免处于受力面上，添加横向型及整流装置等。
此外，应提高船舶的垂直性能，以提高船舶的稳定性，减少横摇运动。
其次，调整船舶的操纵方式。
横摇的运动除受海洋环境和设计外，还受船舶操纵方式的影响。
在船舶航行过程中，应按规定的舵角和桨角，使船舶状态最佳，减少横摇运动；当海况不好时，可采取抑制横摇的操纵策略，以避免横摇。
此外，还可通过改变船舶行驶方向来减少横摇。
当船舶在碰见海浪时，应及时调整船舶航向，使抗浪能力最大化；在横摇较大的条件下，可考虑采用桨控航行方式将横摇减弱。
同时，也可以减少船舶阻力，从而减少横摇。
最后，可通过降低质量来减少横摇。
当船舶横摇较大时，可通过裁剪船舶配置，以降低船舶质量，从而减少横摇。
例如，适当减少船舶所承载的货物、人员和声、多余的装备，以降低船舶质量。
从上述措施可以看出，减轻船舶横摇是一件复杂的事情，需要在设计、操纵航行和质量等方面综合考虑，采取相应的措施以减少横摇
现象。
只有结合有效的技术和措施，才能有效地减少船舶横摇，为船舶的安全航行提供有力的保障。
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。
船舶在横浪中的横摇运动及其稳定性研究
船舶在横浪中的横摇运动及其稳定性研究船舶在海洋中航行时，常常会遭遇横浪的困扰。
这些横浪会对船舶产生一定的力量作用，使船体在横向上发生横摇运动。
横摇是船舶在横向运动中最为显著的一种运动形式。
本文将介绍船舶在横浪中的横摇运动及其稳定性研究。
横摇的产生和影响：在横浪中，船舶受到不同方向和振幅的力量作用，这些力量产生的翻滚矩和抵抗矩不平衡，导致船舶在横向上的横摇运动。
横摇运动会影响船舶的安全性能和航行舒适性，它会加大船舶的滚动角度，增加船舶在横向上的来回摇晃幅度，使船员和货物易于受到损坏。
因此，探究船舶横摇的稳定性问题具有重要意义。
稳定性分析：船舶的稳定性问题可以从数学和物理两个角度考虑。
从物理学的角度，船舶的稳定性与其所受到的力矩有关。
在横向运动中，船舶所受到的力矩主要有以下几种：Wind moment（风力矩）、Wave moment（浪力矩）、Inertial moment（惯性力矩）和Damping moment（阻尼力矩）。
在横摇稳定性分析中，应关注的是横摇固有周期和横摇角度。
当固有周期接近或等于横浪周期时，船舶的横摇角度会大幅度增加，造成不稳定状态。
从数学角度，稳定性问题可以通过船舶横摇运动方程进行分析。
船舶横摇方程是一个非线性、时变的差分方程，它描述了船舶在横向运动中受到的各种力量作用和响应。
由于船舶横摇方程的复杂性，其解析解通常难以得到，因此需要对其进行数值模拟。
通过数值模拟可以得到船舶横摇的幅度、周期、轨迹等信息，从而对其稳定性进行分析。
稳定性措施：为解决船舶在横浪中的横摇问题，人们采取了多种措施。
船体结构设计方面，增加船舶宽度、降低重心位置以及增加顶重物的阻力等，可以提高船舶的稳定性。
舵角控制方面，合理调节舵角，控制船舶的姿态变化，可以平衡船体的横向力量。
此外，将一些钢筋水泥等高密度材料放置在船舶的低处，也可以降低船舶的重心从而提高稳定性。
总之，船舶在横浪中的横摇运动及其稳定性研究对于海洋工程领域具有重要意义。
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。
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时由于外部环境、船舶自身结构等因素而引起的振动现象。
振动不仅会对船舶本身造成影响，还可能对船载货物、设备以及船员的健康造成影响。
船舶振动管理显得尤为重要。
一、船舶振动的影响因素1.1 外部环境因素：海浪、风浪、水流等海洋环境因素是引起船舶振动的主要原因之一。
海浪和风浪对船舶的作用会产生不同程度的摇晃和震动，尤其是在恶劣海况下，振动更为严重。
1.2 船舶自身结构因素：船体结构、船体材料、船体设计等方面也会对船舶振动产生影响。
如果船体结构强度不足、设计不合理，船舶在航行中就容易产生振动。
1.3 船载货物及设备的影响：船载货物的重量和分布，船上设备的安装位置和状态，都会对船舶振动产生影响。
货物的重心不稳、设备的故障等都可能导致船舶振动加剧。
二、船舶振动管理的重要性2.1 对船体结构的影响：船舶振动会对船体结构产生磨损和疲劳，长期振动会导致船体结构的损坏甚至沉没。
2.2 对船载货物及设备的影响：船舶振动会对船载货物造成损坏，对设备造成故障，严重影响船舶的正常运行和货物运输。
2.3 对船员健康的影响：长期处于船舶振动环境中的船员，可能会因为持续的震动对身体产生损害，甚至引发患病。
2.4 对航行安全的影响：船舶振动会影响船舶的操纵性能，一旦振动过大，可能导致船舶失控，进而危及航行安全。
3.1 优化船舶设计：在船舶设计阶段，应充分考虑船舶振动问题，合理设计船体结构、布置货物及设备，以减轻振动带来的影响。
3.2 加强船舶维护：定期对船舶进行检修和维护，保证船体结构和设备的完好，及时排除振动源，降低振动幅度。
3.3 采用振动减震技术：通过安装减震装置、设计减震系统等技术手段，对船舶振动进行控制和减缓。
3.4 加强人员培训：提高船员对船舶振动管理的认识和技能，增强应对振动问题的能力。
3.5 强化监测与控制：建立船舶振动监测系统，及时发现和控制振动问题，以保障航行安全和船舶设备完整。
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
船舶轴系振动相关问题研究
船舶轴系振动相关问题研究作者：黎祥武来源：《商品与质量·学术观察》2014年第02期摘要：随着我国经济建设的需求，海运和航运发挥着重要的作用，近些年我国研发了多艘大型船舶，但是在船舶轴系的振动形式、产生机理依然是船舶制造技术中的重点研究项目，我国开展这项技术研究已经多年，并总结出一定的经验。
本文通过作者的分析针对船舶轴系振动相关问题进行研究，望广大同行给予指导。
关键词：螺旋桨轴系共振引言：船舶轴系的振动形式和产生原理的研究开展很广，本文针对船舶轴系振动形式和产生原理进行说明，结合影响船舶轴系的振动因素进行分析，望为降低轴系振动积累经验。
一.轴系振动产生的主要原因船舶在行驶的过程中，会因设备、水流、风力等问题产生振动。
一旦振动频率和激励频率一致就会造成共振的问题产生，这对船舶的使用寿命造成很大的影响。
我们通过分析发现产生振动现象的主要位置有；船体梁、板格、板架、桅杆和机舱、上层建筑和尾部、推进轴系、机架和机械设备等。
这些部位的振动影响对船体结构和内部设备的影响和损耗十分巨大，同时也能影响到船舶在行驶过程中的舒适度。
船舶的轴系是动力传送的主要设备，它将主机和螺旋桨有效连接，并且形成一套完整的动力体系，螺旋桨在产生中轴向力能够使船舶正常行驶。
所以当轴系出现主机力传递不均匀、力矩和安装不能对中，材料加工不精确等现象，就会使轴系产生不平衡的状态，使轴系出现扭转振动和横向振动，同时螺旋桨在不均匀的流畅中进行工作，同样会引起船舶尾部的扰动，使船体出现共振和局部振动。
另外有的大型船舶需要强大的动力才能行使，这就要加设大型齿轮箱，齿轮间的传动需要精确的加工工艺，这就使齿轮箱容易对轴系产生不同情况的激励因素，所以说无论任何振动都是由船载设备而产生的。
二.轴系振动的基础形式1.扭转振动扭转振动和船舶的主机有和直接的关系，当柴油机出现间歇性喷油与燃烧、输出扭矩的不均匀性的情况下就会出现振动，其次齿轮箱的咬合冲击和误差激励都能够使齿轮系统出现误差，并引起振动。
某船舶轴系故障异响分析
轴系异响是轴系出现故障的标志，轻微异响或导致较大噪声，若不进行处理，则会加剧其它零件的磨损，严重异响不仅会产生较大噪声，甚至影响轴系运转，导致安全事故。
某船为钢制双体船，采用双机双桨、双轴系、左右对称布置。
在进行航行试验时，轴系出现异常噪声。
本文对船舶航行时的轴系异响进行研究，排查致轴系异响故障的原因，对其进行分析，提出轴系噪声解决措施。
一、概述为保证船舶行驶安全及船员的休息，船舶噪声需要按照标准进行控制。
船舶噪声主要包括螺旋桨噪声、船体振动噪声、通风系统噪声、辅助机械噪声、液压冲击噪声、柴油机燃烧噪声、空气动力噪声、排气噪声、激励叶片振动噪声等。
按照途径主要分为三种：空气声，动力或辅助机械设备直接向空气中辐射噪声；结构声，机械的振动能量沿固体结构传播到船体各部位，然后再向外辐射；水下噪声，船体振动或螺旋桨扰动的向水下辐射。
轴系异响属于船舶噪声的一种，包括螺旋桨噪声和船体振动噪声等。
当轴系出现异响，需要及时排查原因，分析其对航行安全的影响，制定解决方案或改进措施。
1、螺旋桨噪声螺旋桨噪声主要包括旋转噪声和空气噪声（当桨叶表面的水分子压力降低到水的汽化压力时，产生气泡，气泡上升后破裂）。
旋转噪声是螺旋桨在不均匀流场中工作引起干扰力和螺旋浆机械不平衡引起的干扰力（轴频）所产生的噪声。
空气噪声具有连续谱的特征，其特性与桨叶形状、面积、叶距分布等因素又换。
在一定转速下，随着螺旋桨叶片旋转产生的涡旋的频率与桨叶固有频率相近时，产生螺旋桨鸣。
二、船体振动噪声船舶轴系在工作过程中，可能产生扭转振动、纵向振动和横向振动三种振动形式。
扭转振动是主机通过轴系传递功率至螺旋桨，造成各轴段间的扭转角度不相等，轴段来回摆动产生的；纵向振动主要是因螺旋桨推力不均匀造成的；横向振动主要是由于转轴不平衡引起的，包括各轴承径向支撑及其基座振动。
对于扭转振动而言，轻则引起较大噪声、加剧其它零件的磨损，重则可使曲轴折断，造成安全事故。
六级海况船舶横纵摇
六级海况船舶横纵摇
ROLL横摇：横摇最简单理解，大家做船，船舶左右摇晃，一般都是横摇现象。
横摇也是威胁船舶安全的最主要因素。
船舶在海上最容易发生横摇且摇摆幅度最大，对船舶的使用和安全、船员生活与工作有严重影响。
SWAY横荡：横荡是指浸于水中的物体沿最长延展方向的垂直方向的水平线性振荡运动。
PITCH纵摇：纵摇是船体绕横轴的回转振荡运动。
船舶因纵摇运动而遭致的不利后果有：同等功率下的失速、严重的结构损伤、船员晕船症。
SURGE纵荡：纵荡是指浸于水中的物体沿最长延展方向的水平线性振荡运动。
YAW首摇：首摇是指浸于水中的物体绕船体垂直轴的旋转振荡运动。
通常，可以把这种船舶的艏摇运动视为除了操舵不良外，还由下列三个因素引起的结果：船体上的静压力不平衡、海浪中水的轨圆运动、陀螺作用。
HEAVE垂荡：浸于水中的物体沿垂直方向的线性振荡运动称为“垂荡”。
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。
轴系的回旋运动对船舶噪声的影响
轴系的回旋运动对船舶噪声的影响摘要：伴随着我国船舶工程海洋项目事业的快速发展，关于船舶船体结构中轴系回旋运动所产生的船舶噪声问题的研究也引起了人们的高度重视，本文将主要针对船舶工程船体轴系在回旋运动时的横向弯曲振动展开讨论，通过实例探索的方式，进一步深入了解轴系回旋运动对船舶噪声的影响。
关键词：船舶轴系；回旋运动；船舶噪声前言：近几年来，我国的船舶海洋工程有了突飞猛进的进步与发展，因而关于船舶轴系回旋运动的研究也更加深入，希望能够通过改善船舶轴系回旋运动的方式，尽量减少船体轴系的横向弯曲结构共振，减少船舶噪声的产生，从而有效地提升现代化船舶工程的生产效率，减少因轴系回旋运动而引发的螺旋桨脱落问题。
一、回旋运动对船舶噪声的影响研究意义在上个世纪的第二次世界大战当中，当时生产的一部分船舶工程或是船只，像是美国的“自由轮”，都出现了很大程度上的螺旋桨折损问题，船舶轴系还会出现锥形的大端龟裂，特别严重的话，还会将螺旋桨直接掉落在大海当中，引发非常严重的安全事故。
有人在当时指出，造成螺旋桨脱落问题的原因是因为船舶轴系发生了横向的弯曲振动，甚至是引发共振，随后人们尝试着计算得出了轴系横向振动的固有频率公式，进而推导得出了轴系旋转所引起的回旋效应值，从而更加深入地了解了船舶轴系振动的特征规律。
我国学者在轴系回旋运动的研究中，又进一步探索出了更加细致的计算内容，伴随着我国船舶工程设计水平的不断提升，由于轴系回旋运动所引起的船舶工程安全事故已经大幅度减少了，因而人们将关注的重点放在了对船舶噪声影响研究上面，尤其是在低频率的辐射噪声上面，可以说在不同的强线谱频率干扰以及螺旋桨的干扰上面，都会在某种程度上引发轴系的横向弯曲回旋共振，针对这种回旋共振对船舶噪声的影响研究，能够更好地提升船舶工程性能，减少船舶噪声对船舶工程生产设计的影响[1]。
二、船舶轴系回旋运动的横向弯曲振动研究在实际的船舶工程设计中，船舶的轴系推进结构主要是由传动轴以及螺旋桨构成的，一般来说，在船舶轴系传动轴的自由端上面，主要负责同螺旋桨之间的连接，而在自由端的另一方面，通常会停止在推力的轴承上面。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
船舶轴系横向（回转）振动的产生与危害船舶推进轴系在运转时，受到螺旋桨水动力、船体变形、润滑油膜等各种动态因素的影响，舰船推进轴系还可能会遭受到接触性爆炸、水下非接触性爆炸、自身武器发射时的反冲击债和的作用，将不可避免的产生振动。
根据世界各国规范要求，对于船舶推进轴系，必须进行振动校核计算，并提供相应的计算报告，以实现控制振动源，减小振动；隔离振源、保护设备和人员；并通过轴系振动研究，明确轴系振动各阶级临界转速，就可以避免共振，减弱系统响应等目的。
下面主要研究回转振动。
第二次世界大战后，一些商船，特别是美国“自由论”经常发生螺旋桨锥形大端龟裂折损，甚至出现螺旋桨落入海中的严重事故，由此引起人们的关注。
希腊人Panagogulos.E首先在1950年指出了事故的主要原因是：在船艉不均匀伴流场中运转的螺旋桨上作用有按叶频周期变化的流体力，使螺旋桨轴系产生回旋（横向）振动共振。
稍后，1952年，因国人Jasper.N.H在不同条件下也得出类似的结论。
在Panagogulos和Jasper研究并提出计算螺旋桨回旋（横向）振动固有频率的简化公式之后，在海洋商船轴系设计中多使回旋振动转速远在运转转速范围以外，因而使回旋振动共振引起的螺旋桨事故答题消除，回旋（横向）振动似乎已经不成问题。
随着船舶大型化的发展，在一些大功率船舶中，即使没有出现螺旋桨激振力增加，也可能使回旋振动响应大到不可忽略的程度。
这时，Panagogulos和Jasper提出的简单公式已不足以解决复杂问题。
基于一些研究，各船级社为保证轴系的安全运转，对回旋振动提出了明确要求。
目前国内外用来计算推进轴系横向振动的主要方法有：传递矩阵法、有限元法以及一些简化的计算方法。
如Panagopulos公式、Jasper公式、Rayleigh公式等。
对于船舶轴系的回旋振动，早期的定义是这样的：由于轴系旋转不平衡，以及推进器在不均匀尾流场中工作产生循环变化的问去力矩引起的周期性的弯曲变形的现象。
轴系旋转件的不平衡会产生回旋振动，但是实际上即使轴系旋转件完全平衡，在其匀速旋转的过程中受到扰动之后，旋转依然会发生回旋振动。
推荐轴系由于主机不均匀传递力矩、安装上的不对中、材料的不均匀、加工的不精确，以及自身重量的不平衡，可以产生轴系的扭转振动和横向震动：螺旋桨在船艉不均匀流场中旋转，产生不均匀推理和交变弯曲力矩，构成船艉不发的扰动源，可以引起船体的总振动和局部振动。
螺旋桨的激振力可以使船舶推进轴系产生扭转、横向、纵向以及这些振动形式的耦合。
此处由于一些船舶中安装有大型齿轮箱，齿轮传动过程中不均匀的传动力矩、安装上的误差、加工的不精确、齿轮形位公差等都可以队推进轴系产生各种激励因素。
轴系上的质量的不平衡离心力，以及作用在螺旋桨上的不均匀流场的流体激振力，将使轴系产生回转（横向）振动。
回旋振动实质上是指轴系旋转式轴及圆盘质量的旋转中心与其几何中心不中和，即转轴一方面以某一角速度饶其自身的集合中心线（机动扰度曲线）旋转，同时弯曲的几何中心线又以某一角速度绕支承中心线旋转。
前一种旋转相当于自转，后一种回旋相当于公转推进轴系回旋振动的激振力，来自于以下几个当面：（1）旋转质量不平衡离心力，轴系不见（包括中心轴。
艉轴、螺旋桨）由于制造工艺造成的质量偏心会造成轴系的不平衡离心力，尤其是螺旋桨行中的磨损或发生重大故障时会产生很大的不平衡离心力。
离心力以转轴速度沿轴的转向旋转，所引起的回旋称为一次回转，频率为轴频,l流体激振力频率为叶频及其倍频
（2）作用在螺旋桨上的流体激振力。
这类激振力产生的激励与计算方法在何生友和王国强的《螺旋桨激振力》中游详细的分析。
它的频率为叶频及其倍频，当轴系的叶片或者或n 倍叶片次固有频率与之相等时，将出现叶片共振，这是产生事故的主要原因（3）当转轴的抗弯曲刚度各向不同，机转轴绕两根主惯性主轴的惯性矩不同时，即使螺旋桨完全平衡，也可能产生频率为轴频两倍的二次激振力。
不过，在推进轴系中，转手的抗弯曲刚度一般可视为各向相同。
（4）轴系的扭转振动也会引起回旋振动，这些振动的偶河源是齿轮箱和螺旋桨。
轴系回旋振动是动力装置动力性能计算的一部分，严重的回旋振动引起的现象和事故有：
（1）螺旋桨轴锥形打断书产生过大的弯曲应力，该应力又会因螺旋桨轴端螺帽松动、桨在锥部振跳而加剧。
如果考虑到海水腐蚀作用引起的钢的弯曲疲劳极限急剧下降，则桨轴锥形大端将出现龟裂以至折损等重大疲劳破坏事故
（2）尾管轴承早期磨损过热，后轴承尾端有槌击状损坏，并导致轴承衬套得腐蚀，尾管密封装置泄露，达不到产品使用周期的要求
（3）船体特别是尾部的结构局部振动，支承轴承的振动记忆支座的松动
对于上述问题，我们避振措施主要下面几种:
(1)调频
猥琐调频，就是调整系统的固有频率，使严重的共振转速远离工作转速或常用转速。
(2)减少输入系统的激振能量
譬如柴油机和螺旋桨是两个激励源，减少其激励的能量即可以有效的避振。
（3）配置减振器
通常做法是将轴系中的一段切去，换上减振器，于是改变了那段轴的固有频率。
所以这种方法亦可以归类到调频范畴中。