江海直达船鞭击振动分析
3500t级浮船坞结构有限元结构强度计算
交
通
科
技
Ｓｅ ｉ１Ｎ ｏ ２４ ｒａ ． ８
Ｎ ｏ． ５ Ｏ ｃ ． Ｏ１ｌ ｔ２
Ｔｒ ｎ ｐ ｒ ａ ｉ ｎ Ｓ ｉｎ ｅ ８ ｃ ｎ ｌ ｇ ａ ｓ ｏ ｔ ｔ ｃｅ ｃ Ｌ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ
３ ０ 级 浮船 坞 结 构 有 限元 结构 强 度 计算 ５ ０ｔ
３ ２ ４ 舷 外 静 水 压 力 ．．
梁 、 通肋 骨 、 壁 加 强 筋 、 柱 、 架 等 杆 件 结 普 舱 支 桁
构 ， 及 纵 桁 、 框 架 等 强 构 件 的面 板 和 肘 板 的折 以 强
舷外 静水 压力 ， 照吃水 呈梯 度变化 ， 按 按照规
范 ， 考 虑波浪 压力 。 不
浮 箱 甲 板 ， 内坞 墙 壁 处 浮 箱 甲 板 的 干 舷 应 不 小 在
１ １ 结构参 数与 主尺度 ．
３ ０ 级 浮船坞为 箱型单 底整 体式 钢质 浮船 ５ ０ｔ
坞 。顶 甲板 采 用 纵 骨 架 式 ， 距 ０ ５ Ｉ； 全 甲 间 ． ｎ 安 板、 浮箱 甲板 、 浮箱 底 板 等均 采 用 横骨 架 式 ， 距 肋 为 ０ ５ 横 向强 骨架 为 ３ 或 ４档 设 置 。横 向 ． ５ｍ， 档 除设 置水 密横舱 壁 外 ， 在 每一 压 载 水 舱 中设 置 还 １道非水 密支 撑舱壁 ， 以保 证横 向强度 。
行 应力 、 变形 强度评估 ， 坞体结 构 的使 用安 全提 为
供 了保 障 。
１ 浮 船 坞 结 构
最 大排水 体积 （ ＝８ ５ ．）
压 载 舱 总 容 积
１ ８ ． ｌ ２２ １ ８ｒ。 ｆ
ｉ ７ ． ０ ５ ４ ８ 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船舶运行中不可避免的现象之一，也是船舶结构安全的重要考虑因素之一。
船舶振动会导致船体和船舶系统的损坏，威胁到船员的安全和船舶航行的安全。
因此，在船舶设计和运营中，管理船舶振动非常重要。
一般来说，船舶振动可分为四类：结构振动、发动机振动、波浪振动和机器设备振动。
船体振动可能会导致沉降、应力集中、疲劳等问题，因此需要在设计阶段就采用抑制措施。
同样，发动机振动可能会使船舶结构受到影响，因此应采取缓冲措施以保护发动机和船舶结构。
波浪振动是因波浪对船体施加的力而产生的振动，这会使船舶产生剧烈的晃动，因此应采取防护措施来减少波浪的影响。
最后，机器设备振动可能会导致机器损坏和船舶结构的疲劳，因此需要采用隔振措施来减少机器设备振动。
船舶振动管理的关键在于采取有效的抑制措施来减少振动对船舶结构的影响。
其中一种方法是采用主动控制技术，例如在船体上安装振动控制装置，对振动进行实时监测，并对其进行调整。
这种技术可以有效的减少振动产生的损害。
但是，这种技术的缺点是成本较高，需要复杂的装置和控制系统。
另一个方法是采用被动隔振技术。
例如在机器上或船体上安装隔振器或缓冲器，这些隔振器或缓冲器可以隔绝振动并减少振动对船舶结构的影响。
被动隔振技术成本较低，并且在一定程度上能够减少振动影响。
因此，在船舶振动管理中，必须根据船舶的具体情况采取相应的措施来减少振动，保护船舶结构和机器设备的安全。
同时，在设计和建造阶段就应该考虑船体振动的问题，采用适当的结构设计和材料来减少振动的影响。
通过综合使用多种技术和方法，可以使船舶振动管理达到最佳效果。
船艏外飘砰击三维仿真研究
科技资讯2017 NO.24SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 程 技 术62科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION外飘砰击是船舶在海上运动时,当波浪冲击船艏外飘区域时,常常会产生很大的脉冲水动力,使船体的加速度发生突变的一种现象。
通常集装箱船、航空母舰等具有较大船艏外飘的船舶,需要考虑外飘砰击带来的威胁[1]。
目前国内有一些研究外飘砰击的文献,比如赵留平利用MSC.Dytran软件研究了船艏外飘砰击[2]。
彭晟等对江海直达船艏部结构进行了入水砰击试验[3]。
1 三维船艏外飘砰击数值仿真江海直达船是一种能够在内河以及沿海两个航区航行的船舶,许多江海直达船使用集装箱船的形式,首部有较大外飘。
以某江海直达船为例子,运用Ls-dyna显示动力分析软件,以1∶1比例取该船船体155#肋位至船艏建立三维船体仿真模型。
该船设计吃水为5.5m。
将模型置于100m×80m×60m的水域以及100m×80m×20m 的空气域中。
流体(水和空气)均采用Gruneisen状态方程,模型则视为刚体。
水和空气采用Euler网格建模,单元使用单点积分的多物质ALE算法;结构模型采用Lagrange网格建模。
结构与流体间采用ALE一般耦合算法,将两者的交界面即船体外壳定义为流固耦合面。
空气域和水域的网格按照中心加密的不等密度网格划分,靠近模型的空气域和水域的网格较密。
空气域和水域的四周采用无反射边界条件。
坐标轴采用右手定则,沿船长方向为x轴,①作者简介:高丽莎(1989,5—),女,汉族,湖北武汉人,研究生,助教,研究方向:船舶与海洋结构物设计制造。
DOI:10.16661/ki.1672-3791.2017.24.062船艏外飘砰击三维仿真研究①高丽莎 周盼(文华学院机械与电气工程学部 湖北武汉 430074)摘 要:砰击是运动着的船体与波浪相互作用而产生的高度非线性现象。
船舶振动设计实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解船舶振动的基本原理和影响因素。
2. 掌握船舶振动测试方法及数据处理技术。
3. 分析船舶振动特性，优化船舶结构设计。
二、实验原理船舶振动是指船舶在航行过程中，由于各种因素（如波浪、风力、发动机等）引起的船体、船舱等结构的振动现象。
船舶振动不仅影响船舶的舒适性和安全性，还可能对船体结构造成损害。
本实验旨在通过振动测试和分析，了解船舶振动特性，为船舶结构设计提供依据。
三、实验仪器与设备1. 振动测试仪：用于测量船体、船舱等结构的振动加速度、速度和位移。
2. 激励器：用于模拟船舶在航行过程中受到的波浪、风力等激励。
3. 数据采集系统：用于采集振动测试仪的信号，并进行实时处理和分析。
4. 船舶模型：用于模拟实际船舶的振动特性。
四、实验步骤1. 搭建实验平台：将船舶模型固定在实验台上，连接振动测试仪、激励器和数据采集系统。
2. 设置实验参数：根据实验要求，设置激励器的频率、幅值等参数，以及振动测试仪的采样频率、采样点数等参数。
3. 进行振动测试：启动激励器，模拟船舶在航行过程中受到的激励，同时采集振动测试仪的信号。
4. 数据处理与分析：将采集到的信号传输到数据采集系统，进行滤波、频谱分析等处理，得到船舶振动特性参数。
5. 优化船舶结构设计：根据振动特性参数，分析船舶结构设计中的不足，提出改进措施。
五、实验结果与分析1. 振动加速度测试结果：通过振动测试仪采集到的振动加速度信号，可以看出船舶在航行过程中，船体、船舱等结构的振动加速度较大，尤其在波浪激励下，振动加速度更为明显。
2. 振动速度测试结果：振动速度测试结果表明，船舶在航行过程中，船体、船舱等结构的振动速度也较大，且随频率的增加而增大。
3. 振动位移测试结果：振动位移测试结果表明，船舶在航行过程中，船体、船舱等结构的振动位移较大，尤其在波浪激励下，振动位移更为明显。
六、结论1. 本实验验证了船舶振动测试方法的有效性，为船舶结构设计提供了依据。
船舶通海管路系统振动的理论与试验分析
） 与介质的振动方程 式。联合结构的振动方程式 （ ! 式 （ ） ， 我们就得到管路的耦合弹性—声振动的可求 6 解方程组 （#） *0 2$ 1 ’0 1 % ) （#） $ 0 + 5 % ’0 5 % (((
动的） 矢量； — —作用于结构上的广义力 （力和力矩） ； 4 ,— — —广义复刚度矩阵； 0 1— — —广义质量矩阵； 31— （#） — — —已知动刚度频率特性的单元的动刚度 0 1 % 矩阵； 数。
4 1 #4 , ,’4 1 5 由介质内的声压产生的力可以确定如下
图 ! 泵作为声压源的等效图
（ ） ’ （ ） (
4 1 5#
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6 68 ,! （ ） # $! %
7 1 5
1
速度 " 可以确定为 #
式中积分是沿结构和介质的整个接触表面-来进行 矩阵 ! 被称为弹性/声学相互作用矩阵
7 $# 6 65 8 , 1
? 5#
— —第* 点相对于坐标轴-、 / 的转 .、 ,， / ,— ,， " " " . 动位移；
* * *
值
’ ’ 7 （ ） （0 （#） ! $ 35） ! 2# $+ 2# 5 ’0 5 % , #$ 公式 （ ） 就是待求的管路内介质的振动的方程 ! $
使用有限元法而得到的管路结构通路强迫振动 的可解方程组具有形式 （#） ） （ ） （0 ! + 1 2# 31 ’0 1 % ,#4 , 式中 + — —有限元连接点的广义位移 （直线的和转 ,—
［ ］ ! 介质、 负载和管道处理措施等部分组成 。在管路
系统中， 噪声和振动主要由于机械 （泵和附件） 和流 体振动引起。当管内介质流动时， 振动沿管路传播 到舷外， 还在管路支撑基座结构中传播。此时振动 能量的传播沿管壁 （结构通路） 和沿工作介质 （液体
船舶与海洋工程结构振动研究综述
船舶与海洋工程结构振动研究综述说到船舶，大家肯定会想起它们在大海上的自由航行，浪花翻滚，风帆凌空。
可是你知道吗？这些漂亮的船只，实际上可不是一直都那么“安稳”。
它们在海上航行的时候，时不时会碰到一些“麻烦”，这些麻烦不是什么海盗，也不是暴风雨，而是那种看不见摸不着的东西——振动。
没错，就是振动。
这个听起来有点抽象，但它可是海洋工程中非常重要的问题。
大家听着，它跟船舶的安全、稳定性、舒适性都息息相关。
今天咱们就来聊聊船舶与海洋工程结构的振动问题，看看它们到底是怎么回事，为什么这么重要，为什么它们是那么难搞的。
你想啊，船舶在海上航行的时候，海浪就是它的“亲密接触者”，不管是轻轻拍打，还是汹涌澎湃，都会对船体产生不同程度的影响。
大家试想一下，如果你在海上航行，突然来一阵巨浪，船体剧烈晃动，那种晃动感绝对会让你吓一跳，甚至可能直接让你心跳加速。
船体的振动，不仅让人心里发毛，还可能影响到船员和乘客的舒适性。
更严重的，长期的振动可能还会损害船体的结构，甚至影响船舶的航行性能。
是不是听着就有点毛骨悚然了？振动其实不是偶然发生的事，它可有很多“来头”。
比如说船舶的自身结构，船体设计得不够合理，材料的选择不对，甚至船体本身的重量分布不均，都可能是振动的“源头”。
这些问题就像是船舶的“软肋”，它一旦“中招”，就会在海浪的“调皮捣蛋”下，暴露出它的短板。
所以啊，船舶的振动研究，首先就是要从船体结构入手，看看它能不能抗得住这些“颠簸”。
再不济，研究人员还得通过一些技术手段，比如减震装置、优化设计等，尽量让船体减少振动的影响，保护船员的安全，保证航行的平稳。
但是，振动这个东西，一点儿也不简单。
你以为船体结构的问题就解决了？大错特错！海洋环境可不是人类能轻易控制的。
要知道，海浪的形态、风速、气压等各种因素，每时每刻都在发生变化，根本没有规律可言。
研究人员就像是在和大海“斗智斗勇”，要想找出所有可能导致船舶振动的因素，简直像是大海捞针。
基于弯扭组合的江海直达船舶波激振动模型试验研究
基于弯扭组合的江海直达船舶波激振动模型试验研究王一雯;吴卫国;刘正国;林熙;郭国虎【摘要】对于江海直达船此类大开口宽扁船的极限强度与疲劳分析中,垂向与扭转方向波激振动影响不容忽视;由于此类船舶既在长江河道航行又在沿海航行,且海况变化范围较大,船体梁的自振频率与遭遇频率及其倍频极易重合从而导致共振.目前该领域国内外开展的波激振动垂向弯矩方面的研究较多,大开口船舶扭转振动却并未有太多的进展,处于斜浪下的大开口船弯扭组合波激振动试验研究极为缺乏;考虑流体特性与结构动力特性相似情况下,开展了一系列分段梁模型的波浪载荷试验研究.通过一类U型测量梁对垂向与扭转刚度进行模拟满足固有频率特性相似,分析了不同航速对高低频成分的影响;探究江海直达船压载装载条件下的高低频垂向波浪载荷响应以及扭转波激振动响应特性,对理论计算及规范修正提供参考依据.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2018(037)012【总页数】8页(P193-200)【关键词】波激振动;分段模型;扭矩;江海直达船【作者】王一雯;吴卫国;刘正国;林熙;郭国虎【作者单位】武汉理工大学交通学院,武汉430063;武汉理工大学交通学院,武汉430063;武汉理工大学交通学院,武汉430063;武汉理工大学交通学院,武汉430063;武汉理工大学交通学院,武汉430063【正文语种】中文【中图分类】U661.4随着长江黄金水道的大力开发，具有节能环保货损低等诸多优点的江海节能示范船，其设计制造供不应求。
而对于江海直达这类宽扁型船而言，既在江段航线又在沿海航行，波浪载荷变化较大，较低的自振频率在复杂海况下极易引起垂弯以及扭转的共振现象，此类稳定不衰减的高频振动响应即为波激振动。
与瞬态砰击载荷引起的颤振不同的是，此类稳态波激振动响应引起船体结构遭受持续的疲劳载荷影响，对船舶的结构安全性极为不利。
须对此类复杂非线性水动力载荷及其响应引起足够的重视[1]。
目前，针对船体结构波激振动的研究大都集中在垂向波激振动现象，就一般散货船而言，垂向弯矩的量值要远大于扭矩和横向弯矩。
江海直达船船首入水砰击研究
时 间 ／ ｓ
。 。 。
图 ５ 球 鼻 首 砰 击 压 力 峰 值 最 大处 的压 力 时 程 图
９０ ．０× １ ６ ０
７． Ｏ× １ ５ Ｏ
定速度 等速垂 向入水 （ 本文 取 １ ￣２ ｓ 。 ０ ５ｍ／ ）
３ 模 型仿真 计算 结果 结构 入水 所受 到的砰击 压力 是指 持续 时间很 短 且在 量值上 有显 著 变 化 的 冲击 压 力 ， 当相对 速 度 超过 临界速 度时产 生可计 量 的砰 击压 力 。图 ４ 为 ３种船 首在 １ ｓ时 入水 的砰 击 压力 峰值 最 ０ｍ／ 大 处的压力 时程 图 。 从 图 中可 以得 到西 瓜首 在 ｌ ｓ Ｏｍ／ 时砰 击 压 力 峰值 为 ５ ３ ａ 而前倾 首 为 ６ ４ ａ球 鼻 ． ６ＭＰ ， ． １ＭＰ ， 首 为 ７ ４ ａ ． ３ＭＰ 。所 以 当 ３种 首 部 结 构形 式 以 同 样 的速度 （ ０ｍ／ ） 落时 ， 瓜 首 的最 大砰 击 压 １ ｓ 下 西
图 ６ 前倾 首砰 击 压 力 峰 值 最 大 处 的 压力 时程 图
力 峰值 小 ， 次为前 倾首 ， 大 的是 球鼻首 。 其 最 仿 真计 算结果 表 明 ：
（ ）空 气 压缩 过程 。在 所 有 首形 入 水 前 ， １ 水 面和结构 之 间的 空气 将 会 急剧 压 缩 ， 增 加 了结 则 构 底部 的压力 ， 但结 构两侧 由于空气 的急 速逃逸 ， 没 有形成 高压 区 ， 图 ４ 从 ～７的“ 人水 前” “ 水 瞬 、入 间 ” 以看 出结 构 和水 面 问 空气 压 缩 引起 的压 力 可
５ １ ０ ｌ ｂ ｕ ｂ
直达 船首 结构 的入水 问题 进行 了研究 ， 结果 表 明 ， 该方 法可 以有效 地模拟三 维江海直 达船船 首入水
基于振动测量的船舶首侧推振动特征及原因分析
基于振动测量的船舶首侧推振动特征及原因分析作为船舶工程学的重要分支，振动测量技术在船舶研发中扮演着非常重要的角色。
在船舶日常运行和维护过程中，振动的性质和特征都会直接影响到船舶结构和设备的安全和稳定性。
船舶首侧推振动一直是船舶振动测量中的重要方面。
在这篇文章中，我们将探讨船舶首侧推振动的特征及其原因分析。
首先，船舶首侧推振动是指在船舶航行过程中，船体前部受到的推力会产生一种连续的振动运动。
这种振动运动通常是一个谐波振动，与推力的频率相对应。
有几个因素可以影响船舶首侧推振动的特征，包括船体结构、船舶推进器的类型和位置以及航行速度等。
其次，船体结构对船舶首侧推振动的影响很大。
船体结构的刚度和强度会对振动的频率和振幅产生影响。
通常，船体前部的结构比较柔软，推力作用下就容易出现振动。
此外，船舶的下水线形状也会影响振动的特性。
例如，在大型油轮中，弯曲的下水线形状会增加船体的柔韧性，可能会导致更高的振幅。
船舶推进器的类型和位置也会对船舶首侧推振动产生影响。
在传统的推进器中，螺旋桨是主要的推进器类型。
然而，当船舶超过一定长度后，螺旋桨的效率会下降，并且由于推力的不均匀分布，可能会导致船舶首侧推振动。
近年来，喷水推进技术得到了广泛应用。
相对于传统的螺旋桨推进，喷水推进有较好的水动力性能和更均匀的推力分布，相应地，船舶首侧推振动的现象也得到了减轻。
最后，航行速度也是影响振动的重要因素之一。
船舶的航行速度会影响振动的频率和幅度。
通常，当船舶航行速度超过临界速度时，振动的频率和振幅会剧烈增加。
因此，在设计船体结构和选择推进器时，需要考虑航行速度对振动的影响。
总之，船舶首侧推振动是船舶振动测量中的一个重要方面。
船体结构、推进器类型和位置以及航行速度都会对船舶首侧推振动特征产生影响。
通过合理的设计和使用技术手段，我们可以减轻或消除振动问题，确保船舶结构和设备的安全和稳定性。
为了更好地分析船舶首侧推振动的特征，我们可以通过振动传感器等技术手段来收集船舶的振动数据。
浅谈内河船舶振动及减振措施
浅谈内河船舶振动及减振措施提要目前内河船舶的振动日趋严重，不仅降低了舒适性，而且还严重影响航运安全，必须予以足够重视。
本文根据大量的理论和实船资料，分析了内河船舶振动产生的原因，并对如何减振提出了具体措施，可供船舶设计、制造、航运、船检等部门参考。
随着航运事业的发展，人们逐渐要求内河船舶装载量大、吃水浅、航速快，必然促使船舶向肥大、浅水、大功率方向发展，同时为了尽量减少船舶自重，船体用板及构件相对减薄和减少，从而导致结构刚度不足，所有这些都使船体振动加剧，船体振动已成为航运界一个突出的问题。
船舶是一个自由漂浮在水中的弹性体，只要螺旋桨或主机工作，总是会引起船体不同程度的振动。
轻微的振动是允许的，也是不可避免的。
但船体振动过大会导致船体结构产生疲劳破坏，影响船上设备和仪器的正常工作，降低使用精度，缩短使用寿命，严重时还会导致船体断裂乃致沉没；同时船体振动还严重影响着船员和旅客的居住舒适性、船员的工作效率和身体健康。
船舶振动不但与其振源有关，而且与船舶总布置、尾部线型和船体结构直接有关。
而激起船体振动的主要振源（也称激励源）是螺旋浆和主机，它们在运转时将激起周期性干扰力，使船体发生稳态强迫振动，若激励幅值过大或引起了共振，就会产生剧烈的振动。
一、船舶振动产生的主要原因船体振动分总振动和局部振动，总振动较少出现，而局部振动则较为普遍。
船舶振动产生的主要原因有以下几个方面：(一) 线型：因为尾部线型对伴流的分布起决定性作用，直接影响螺旋桨来流和去流产生漩涡、伴流等方面的状况，这些都直接与船体振动有关。
（二）船体结构：如船体结构布置、构件取材不合理、刚度不足、结构不连续，这些都会使船体板格固有频率太小，或产生应力集中和惯性矩不能满足要求，特别是若机舱、尾部结构不合理或板材、构件取材太小，刚度不足；另外，甲板开口宽度超过3/4B的内河浅水大开口船，在航行中产生较大扭矩，使轴系偏移，也都会引起船体振动。
（三）螺旋桨的选择及与船体线型匹配。
内河船舶的振动分析及减震对策
内河船舶的振动分析及减震对策作者：杜松林来源：《科学大众·教师版》2019年第08期摘要：船舶的有害振动是影响船舶安全营运的重要问题。
因此船舶防振和减振已是目前造船界和航运界极为关注的内容，对振动研究的目的是确保船舶不会产生有害的振动问题，以保证船舶安全营运。
关键词：内河船舶; 振动分析; 减震对策中图分类号：U661 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2019）8-196-001随着航运事业的发展和水陆空交通的竞争，人们逐渐要求内河船舶吨位载重量大、航速高，必然促使内河船舶向船型宽大和主机功率大的方向发展。
由于造船技术的进步和优化设计等因素，船体用板及构件相对减薄和减小，结构刚度不足，所有这些都使船体振动加剧，船体振动已成为一个突出的问题。
船舶振动的产生有建造和营运方面的原因，目前在内河船舶的设计阶段，对船舶振动问题还没有给予足够的重视，若建成的船舶一旦投入营运后才发现有严重的振动问题，再寻求对策，要想彻底根除一般是很困难的，且花的代价也相当大，往往是浪费人力和物力，也不易收到满意的结果。
为了防患于未然，要求在设计阶段就进行必要的振动研究，并采取有效的预防措施。
这就要求设计者在设计时应了解船舶的主要激励源和影响振动的其他因素，对船舶的快速性、动力装置、结构设计等全面考虑，选出较好的方案。
船体振动分总振动和局部振动，总振动较少出现，而局部振动则较为普遍。
主要原因及减振或避振措施如下：一、共振及减振措施船舶同其他弹性体一样，即使激励的幅值较小，但在共振时也会有大的响应。
对内河船舶来说，虽然主机的转速一般较高，在常用工况下发生低速共振的现象并不多见，但为了节能，提高推进效率，往往采用减速齿轮箱，以降低尾轴转速，加大螺旋桨直径，这就使主机在常用工况下出现船体低谐共振的可能性大大增加。
为了避开共振，就需要改变固有频率和激励频率。
改变船舶的固有频率可以从船体梁的刚度考虑，如增大船体梁剖面惯性矩、合理设计上层建筑，采用弹性接头可降低总振动的程度。
船舶振动噪声控制实例分析
船舶振动噪声控制实例分析作者：魏朝辉王帅闫福刚来源：《航海》2022年第02期摘要：介绍某船舶在设计建造过程中的振动噪声控制，分析其噪声与振动指标，并对船舶噪声与振动控制方法进行了较详细的论述，同时参照相关标准，对噪声与振动水平进行评价，为相关船型的噪声与振动控制提供参考。
关键词：声学;噪声（振动）源;噪声（振动）测试;噪声（振动）评价1 概述船舶噪声与振动不仅损害船员的健康，妨碍船员的正常工作，而且易造成船体结构的疲劳破坏，特别是对于现代一些参与海域测量的科考船来说，振动噪声控制已经上升为一项必不可少的重要指标，所以控制船舶噪声与振动十分必要。
通常情况下，船舶噪声与振动控制包括以下4个阶段：总体设计阶段、详细设计阶段、施工建造阶段和实船海试阶段。
在设计阶段，可以用经验公式法或母型船的噪声与振动测试结果，同时在利用有限元、边界元和统计能量法软件仿真分析的基础上，选择噪声与振动控制元件，制定和修改实际上的船体结构设计方案。
施工建造阶段严格按照设计方案施工建造。
实船海试阶段既是对理论的实践验证又同时为基础设计提供重要依据。
本文主要以某大型科考船为例分析船舶在设计施工建造阶段的一些振动噪声控制手段，为读者提供一些参考。
某海事系统大型测量船主要承担我国管辖海域特别是南海等深远海海域、海道的测量任务，兼顾对深远海失事船舶、遇难沉船、失联飞行器等进行应急搜寻扫测任务，以及国际联合海洋测绘交流工作。
本船按无限航区设计，本船应具有良好的耐波性和操纵性，自动化程度要求高，综合布局和主要系统、设备配置满足多样化任务的要求，满足我国管辖海域特别是深远海海域（包括南海海域）海道测量作业的要求，是一艘专业性突出、多任务目标、模块化设计的现代化大型测量船舶。
由于其任务使命的特点，对水下噪声以及舒适性要求较高。
因此根据本船振动噪声的特点，采用了一系列控制手段，以保证其振动噪声指标。
2 振动噪声指标要求2.1 振动响应指标振动测量工况为主推进额定功率 80%的航行工况，船体各区域的振动应满足ISO 6954-2000 和 CCS COMF（VIB 3）的要求，ISO 6954-2000 的推荐值见表1，本船适用区域分类中 B 和 C 的要求。
江海直达船波激与砰击载荷的模型试验研究
江海直达船波激与砰击载荷的模型试验研究耿彦超;虞昊;胡嘉骏;顾学康;司海龙;陈小平【期刊名称】《船舶力学》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】江海直达换代船型研究中，船舶由江入海，环境载荷变化较大，波浪砰击、波激载荷及船舶振动较为严重，另外，由于内河航道桥梁的限制，江海直达船船型较海船更为扁平，球艏及底部更易受到砰击载荷作用。
经分析后确定采取分段船模的方法开展江海直达船在典型装载(满载和压载)工况下的模型试验研究，在规则和不规则波极限工况下进行船体梁的垂向弯曲特性与波激、砰击振动响应预报研究。
可知在某些工况下江海直达船的波激、砰击响应较大。
【总页数】9页(P635-643)【作者】耿彦超;虞昊;胡嘉骏;顾学康;司海龙;陈小平【作者单位】中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082;中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082;中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082;中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082;中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082;中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082【正文语种】中文【中图分类】U661.73【相关文献】1.基于模型试验的江海直达船波激振动与砰击载荷研究 [J], 耿彦超;胡嘉骏;汪雪良;虞昊;司海龙;李政杰2.高速M型艇砰击载荷的模型试验研究 [J], 张琳; 周维星; 陈三桂; 张涛3.船舶波浪载荷与砰击载荷的大尺度模型水弹性试验研究 [J], 焦甲龙; 赵玉麟; 张皓; 任慧龙4.船艏自由落体砰击载荷模型试验研究 [J], 司海龙; 赵南; 胡嘉骏5.真实海况下船舶水弹性响应及砰击载荷的大尺度模型试验研究 [J], 焦甲龙;陈超核;任慧龙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
5_港珠澳大桥风致振动及制振措施研究
M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0
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图 3 青州航道桥效果图
图 4 青州航道桥成桥态有限元模型
第十六届全国结构风工程会议
2013.7.成都
抗风性能研究的主要内容包括：主梁节段模型风洞试验研究（缩尺比 1:50） 、大尺度主梁节段模型 试验（缩尺比 1:20） 、全桥及典型施工阶段气动弹性模型风洞试验研究（缩尺比 1:70)、裸塔气弹模型试 验（缩尺比 1:80） 、桥塔静力三分力试验（缩尺比 1:20） 、风荷载内力分析、斜拉索参数振动及风雨激 振分析等内容。 研究结果表明， 大桥的颤振临界风速高于对应的检验风速， 大桥具有较好的气动稳定性。 由于采用阻尼比较小的钢箱梁， 因此该桥在常遇风速下的涡激振动特性是重点关注之处。 1:50 节段 模型风洞试验研究结果表明，主梁在来流风速为 18.2m/s 时，在 0°和正攻角条件下发生了大振幅的竖 向涡激振动， 振幅为 668 mm， 超过规范的容许振幅， 在 8m/s 的风速下， 也有较小振幅的涡激振动现象， 且振幅略超过规范允许值，具体结果如图 5 所示。基于对流线型箱梁涡振机理的认识，通过风洞试验发 现梁底检修车的位置对主梁涡振的影响较大。 根据此结果， 将检修车轨道分别设置在底板和斜腹板不同 位置处进行了风洞试验，最后发现在底板检修轨道内侧安装导流板后（如图 6 所示） ，可显著减小涡振 振幅， 并在略小于规范要求的 0.48%的阻尼比下， 主梁在不同风攻角条件下的涡振振幅均满足规范要求， 如图 7 所示。并通过主梁大尺度节段模型涡激振动试验验证了抑振措施的有效性，如图 8 所示。 为了进一步验证大桥的气动稳定性和涡激振动特性，设计了 1:70 的大比例全桥气动弹性模型风洞 试验，并在检修车轨道内侧按照抑制涡振的导流板。试验结果表明，在颤振检验风速范围内，成桥状态 以及典型施工状态的气弹模型在 0°和+3°攻角条件下均未发生主梁颤振失稳现象；在设计风速范围 内，也未在试验中观察到明显的涡激振动现象。
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、停泊、装卸货物等运作过程中产生的振动现象。
船舶振动
不仅会给船员和乘客带来不适和危害，还会对船舶结构和设备造成损害，甚至导致事故发生。
对船舶振动的管理和控制十分重要。
船舶振动主要源自以下几个方面：推进系统、舵系统、液压系统、机械故障、海况等。
船舶推进系统是振动的主要来源之一。
船舶在航行时推进系统产生的震动和噪声会传导到
船体上，影响船舱内的环境和人员的安全。
舵系统也是振动发生的重要因素。
舵系统的运
动不稳定和振动会产生船舶的摇晃和轻微震动。
液压系统也会产生振动，特别是在液压油
退回秒间产生的冲击。
对船舶振动的管理主要包括以下几个方面：设计阶段的振动分析、振动控制技术的应用、船舶结构的强化和设备的维护等。
在船舶设计阶段，需要进行振动分析，找出振动源，采取相应的措施进行振动抑制。
结构强化是最常见的方法之一，通过增加船体的刚度和强
度来减小振动的传播。
在船舶建造和维护过程中，还需对设备进行维护和调整，以确保其
正常运行和减少振动。
振动控制技术的应用也是管理船舶振动的重要手段之一。
主动振动控制技术是目前研
究的热点和趋势之一。
该技术通过传感器和执行器对振动信号进行实时监测和反馈控制，
从而减小或消除船舶振动。
其原理是通过引入反馈控制系统，在振动频率和相位上对振动
信号进行控制。
在实际应用中，可以采用压电陶瓷、液压控制和自适应控制等技术来实现
振动的控制。
海洋装备振动性能测试方法与评价指标的比较研究
海洋装备振动性能测试方法与评价指标的比较研究随着科技的进步和工业的发展，海洋装备在海洋工程、海上运输和海洋资源开发等领域发挥着越来越重要的作用。
然而，在严酷的海洋环境下，海洋装备往往面临着复杂的振动环境，如船舶在海浪中的摇摆、海洋平台在风浪中的震动等。
因此，对海洋装备的振动性能进行测试和评价具有重要的意义。
目前，海洋装备振动性能测试和评价具有多种方法和指标。
本文将比较研究其中的一些常见方法和指标，以期能够为海洋装备振动性能测试和评价提供一定的参考和指导。
第一种方法是频域分析方法。
它基于傅里叶变换原理，将时域信号转换为频域信号，通过分析频谱的特征来评价振动性能。
常见的频域分析方法包括功率谱密度法、频率响应函数法和模态分析法等。
功率谱密度法将信号的功率与频率相关联，通过计算信号的功率谱密度分布来评价振动性能。
频率响应函数法通过测量振动激励和响应信号的频率响应来分析系统的动态特性。
模态分析法则研究结构的固有振动模态及其响应特性。
第二种方法是时域分析方法。
它直接观察和分析振动信号的时域特性，如振动幅值、振动周期、振动变化等。
常见的时域分析方法包括振动加速度测量法、振动速度测量法和振动位移测量法等。
振动加速度测量法通过测量振动加速度来评价振动性能，其优点是测量简单且准确度高。
振动速度测量法则通过测量振动速度来评价振动性能，适用于低频振动分析。
振动位移测量法则通过测量振动位移来评价振动性能，在某些情况下具有较高的实用性。
第三种方法是物理模型试验方法。
它通过构建物理模型对振动性能进行测试和评价。
这种方法能够更真实地模拟振动环境，对振动性能的评价结果具有较高的可靠性。
然而，物理模型试验方法相对于其他方法来说，成本较高且实施难度较大，需要充分考虑实验条件和模型的合理性。
除了振动性能测试方法的比较，评价指标的选择也是一项重要任务。
评价指标需要能够全面、准确地反映振动性能的好坏。
常见的评价指标包括峰值加速度、方均根加速度、振动速度、振动位移、频谱特性等。
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体在航行或停泊时所受到的各种力的作用下所表现出的周期性运动。
船舶振动的产生与船体的结构、机械设备、海上气象和船舶作业等因素有很大的关系。
船舶振动不仅会影响船舶的安全性和使用寿命，还会影响船上人员的健康和工作效率，因此船舶振动的管理和控制非常重要。
船舶振动的种类主要有四种：纵向振动、横向振动、垂向振动和扭曲振动。
其中，纵向振动是最为常见的一种，它主要是因为航速和海况的影响而产生的。
横向振动是由侧风和船速的影响而产生的，往往会影响到船上人员的生活和工作。
垂向振动是由海浪和海况的影响而产生的，其频率和振幅常常会对船体和设备产生严重的损坏。
扭曲振动是由船体失去平衡产生的，通常出现在大船舶和钢板结构的船舶上。
为了管理和控制船舶振动，必须首先了解船舶振动的原因。
船舶振动的原因主要包括结构设计、机械设备、操纵技术、船舶配重、气象和海情等方面。
在结构设计方面，可以通过合理的船体设计，增加调整装置和理想的水动力性能来控制振动。
在机械设备方面，可以使用优质的设备来减少振动，并采用隔振措施。
在操纵技术方面，可以通过合理的操纵和控制等措施来减少振动。
在船舶配重方面，可以通过合理的配重来改变船体的稳定性，从而减少振动。
在气象和海情方面，可以及时获取气象和海情信息，根据情况调整航行路线和速度等。
除了了解振动的原因，管理和控制船舶振动还需要采取以下措施。
首先，要加强船舶振动监测和分析，及时发现和解决船舶振动问题。
其次，要采用隔振措施，如减震器、隔振片等，减少机械设备的振动，并加强船体的强度和稳定性，减少船体振动。
再次，要优化航行路线和速度，避免在海况复杂的地区航行，并根据不同的情况调整航速和航行方向。
最后，还要对船舶设备和结构进行定期的检查和维护，避免设备故障和结构损坏引起的船舶振动。
总之，船舶振动管理和控制是一项复杂而又重要的任务，需要从多个方面进行考虑和实施。
只有做好船舶振动的管理和控制工作，才能确保船舶的安全性和使用寿命，并提高船上人员的工作效率和舒适度。
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
15
船体总振动分析
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解耦 可 以得 到单 自由度 系统 运动 方程 ：
Ｆｉ ｉｅ Ｅｌｍ ｅ ｒ ｃ ｕ ｅ Ｓ ｒ ｎ ｔ ｌ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎｔＳｔ ｕ ｔ ｒ ｔ ｅ ｇ ｈ Ｃａ ｃ ｌ ｔｏ ｆ
３ ０ ｏ ｏ ｔｎ ｃ ｔ ｕ ｔ ｒ ５ ０ ｔ ｎ Ｆｌ ａ ｉ ｇ Ｄｏ ｋ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ
江海直达船 船型宽 大 ， 吃水较 浅 ， 在恶 劣海况 中航行 时 ， 由于首部船底 出水 和上浪 等原 因 ， 会在 船 首尾底 部及外飘 等 区域发 生砰击现 象 。严 重 的 砰 击可 能会 使 海 洋 结构 物 遭 受 巨大 的 流 体 作 用 力 ， 而 出现严 重变形 或 失效 ， 船 舶 而言 ， 方 从 对 一
总 第 ２８期 ４
２１ ０ １年 第 ５期
交
通
科
技
Ｔｒ ｎｓ ａ ｐｏｒａ ｉｎ ｉｎ ｅ ＆ Ｔｅ ｈ ｌ ｙ ｔ ｔｏ Ｓｃｅ ｃ ｃ ｎｏｏｇ
Ｓｅ ｉ ｌＮ ０ ４ ｒ ａ ．２ ８ ＮＯ． ５ Ｏｅ ． ０１ ｔ２ １
江 海 直 达 船 鞭 击 振 动 分 析
袁 罡 吴 卫 国 林 永水
Ｘ Ｌｉ ｚ Ｓｈｅ ｅ ｎ ｈｉ ｎｗ ｉ
（ ｃ ｏ ｌ ｆＴｒ ｎ ｐ ｒａ ｉ ｎ Ｓ ｈ ｏ ａ ｓ ｏ ｔ ｔ ，Ｗ ｕ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｗ ｕ ａ ３ ０ ３，Ｃｈ ｎ ） ｏ ｏ ｈ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｏ ｙ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｈ ｎ４ ０ ６ ｉａ
砰 击载 荷产生 了足够 的动力 ， 个 船体 梁 会 产生 整
垂 向、 向和纵 向振动 以及 扭转 ， 者这些振 动 的 横 或
组合， 这些 都依据 船 体具 体部 分 受 到 的影 响而 决 定 。一般 而言 ， 种 船体 整体 振 动被 Hale Waihona Puke 义 为鞭 击 这振 动 。
式 中 ： 、 Ｋ 分别 为质 量 矩 阵 、 尼 矩 阵 和刚 度 Ｍ Ｃ、 阻 矩阵 ； 、 “分别为节点 加 速度 向量 、 点 速度 向 五 、 节
动相关 参数进 行研 究 ， 于江 海 直 达船 的设计 具 对
有重 大的意义 。
砰 击载荷是 船体与水 相互碰 撞而产 生 的瞬态 动力 ， 一种瞬 态载荷 ， 以用 瞬态动力 学 的理 论 是 可
进 行 求 解 ［ ， 中 仅 对 首 部 砰 击 引 起 的 鞭 击 振 动 ２ 文 ］
（ 汉理工大学交通学院 武 武汉 ４０ ６ ） ３ ０ ３
摘
要
对 江海 直 达 船 首部 砰 击 引 起 的 鞭 击 振 动 进行 了 仿 真 分 析 ， 用 瞬 态 动 力 学 模 态 分 析 法 ， 采
计 算过 程 中 考 虑 附连 水 的作 用 。分 析 参 数 有 砰 击 压力 峰 值 和 连 续 砰 击 次 数 ， 比分 析 仿 真 结 果 ， 对 得 出不 同压力 峰 值 和 连续 砰 击 次 数 的 影 响 规律 。 关键 词 江 海直 达 船 首 部 砰 击 鞭 击 振 动 模 态 分 析 法 连 续 砰 击
面， 砰击会使 冲击区 域承受 巨大 的脉 冲压 力 ， 部 局
结 构 可 能 发 生 严 重 变 形 甚 至 破 坏 ； ～ 方 面 ， 果 另 如
响应 的垂 向振动进行研 究 。 １ 瞬态 动力学基本理 论
瞬态动力 学运动方 程的矩 阵形 式如下 ：
； ＋ ＋ 硒 ｌ＝ Ｆ（） （） １
鞭击振 动一般 都 引起 低频 （ 要是 一 阶 自然 主 频率 ） 船体梁 弯矩 。轻 则会 影 响船 员 的工 作 和生 活环境 ， 影响航行 操作 ， 重则 导致船 上设备 不能正 常工作甚 至失效 ， 缩短船舶 寿命 ， 生航行 安全 隐 产
量和节点位移 向量 ； 为－ 载荷 。 Ｆ（） 夕 卜
ａ ｏ ｄ ｃ ｌ ｕ ａ ｉ ｎ，ｆｎ ｌｙ ａ ａ ｙ ｅ ｈ ｉ ｉｅ ｅ ｅ ｎ ａ ｃ ａ ｉ ｅ ｕ ｔ ． ｎｄ ｌ ａ ａ ｃ ｌ ｔｏ ｉ ａ ｌ ｎ ｌ ｚ ｄ ｔ ｅ ｆｎ ｔ ｌｍｅ ｔ ｃ ｌ ｕｌｔｏｎ ｒ ｓ ｌｓ
Ｋｅ ｒ ｓ ｌ ａ ｉ ｏ ｋ； ｓｒ ｃ ｕ ｅ；ｌ ｎｇ ｔ ｄｉ ｌｓ ｒ ｎ ｈ；ｆｎ ｔ ｌ ｍ ｅ ｅ ｈ ｙ ｗｏ ｄ ：ｆｏ ｔｎｇ ｄ ｃ ｔｕ ｔ ｒ ｏ ｉｕ ｎａ ｔ ｅ ｇｔ ｉ ｉｅ ｅｅ ｎｔｍ ｔ ｏｄ
ｏ ｘｔ ｅ ｅｃ ｎｄ ｔｏ ， ａ ｄ ａ ｃ ｒ ｎｇ ｔ ｅａ ｅ ｔ ｎ ｒ ｓ ｔ ａ ｒｇａ ｅ ｔ ｅ ｈｏ ｆ ｂ ｎ ｒ ｆｅ ｒ ｍ ｏ ｉｉ ｎｓ ｎ ｃ ｏ ｄｉ ｏ ｒ ｌｔ ｄ ｓ ａ ｄａ ｄ ， ｈｅ ｐ ｐｅ ｖ ｈｅ ｍ ｔ ｄｓ ｏ ｏｕ ｄａ ｙ
Ａｂ ｔａ ｔ ｎ ｔ ｓｐ ｐ ｒ ｈｅｆｎ ｔ ｌｍ ｅ ｏ ｅ ｆ３ ０ 一 ｏ ｌ ａ ｉ ｏ ｋ ｈａ ｅ ｄ ｎ ｔ ｅ ｎ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｈｉ ａ ｅ ，ｔ ｉ ｉｅｅ ｅ ｎｔｍ ｄ ｌｏ ５ ０ ｔ ｎ ｆｏ ｔｎｇ ｄ ｃ ｓｂｅ ｎ ｍａ ｅ ｉ ｈｒ ｅｋｉ ｄ
２１ ０ １年第 ５ 期
袁 罡 等 ：江海 直达 船 鞭 击 振 动 分 析
３ 模 态 分 析
ｒｆ ｎ ＋ ｋ — Ｐｆ ￡ ｆ （） （） ４
将物理 坐标转换成 模态坐 标 ， 有 ： 则
Ｕ＝ （） ２
不计人 阻尼项 ， 则基本 运 动方程 变成 ：
： Ｋｕ ＝ Ｐ（ ） ＋ ￡ （） ３
患， 严重者 可能导致 船体结构 的破坏 ， 危及船 舶安
全 。 此 ， 江 海直 达船 首 部 砰击 引起 的鞭 击 振 因 对
收 稿 日期 ：０ １０—２ ２ １－６１