船体振动

1简述什么是共振现象,什么是拍振现象。

当激振力的频率与系统的固有频率相等时，振幅不断增大而趋于无穷的现象称为共振。

当激振力的频率与系统的固有频率相当接近，但并不相等，又会发生另一种现象，即系统的振幅时而增大，时而减小，该现象称为拍振现象。

2简述什么是固有振型。

在某一特定的初始条件下，系统的质量在振动时同时达到最大位移和同时通过平衡位置，或者系统的所有移动部分作同相位同频率振动时，各质量的位移存在着特定的比例关系，它表示了振动的状态，这种状态称为系统振动的固有振形。

3简述什么是主坐标，什么是主振动。

在系统的每一个固有振动中只有一个独立变量，因而表示一个固有振动只需要一个独立坐标，描述固有振动的独立变量称为主坐标。

在某一特定的初始条件下，系统的质量在振动时同时达到最大位移和同时通过平衡位置，或者系统的所有移动部分作同相位同频率振动，这种振动即为主振动。

（1）写出横梁振动的质量正交条件，及并解释其物理意义。

物理意义：由于横梁振动的所有主振动是彼此独立的，因此一个主振动的惯性力对其他主振动的挠度不做功。

（2）简述弹性体势能形式的正交条件，并解释其物理意义。

物理意义：由于横梁振动的所有主振动是彼此独立的，因此一个主振动的弹性力对其他主振动的弹性变位上不做功。

(3)简述什么是动力放大系数，并分别给出单自由度系统有，无阻尼时动力放大系数公式。动力放大系数α是指动力所产生的最大动位移和将此动力的最大值视为静力时所产生的静位移的比值。无阻尼时，有阻尼时。

(4)船体垂向振动附连水的计算公式为: ;-水平振动附连水的计算公式为: 。

4通常将船体振动分为总振动和局部振动。

5降低船体振动的主要原则是：低频振动时要避免共振，高频时要减小激振力。

6附连水对船体振动影响主要分为重力，阻尼，惯性。

7船体总振动的计算方法主要包括能量法，迁移矩阵法，有限元法。较简便的方法是迁移矩阵法，较精确的方法是有限元法。

8对于船舶总体或局部结构的强迫振动，其大小除和激振力大小有关外，还和结构本身的刚度（弯曲和剪切刚度），质量和阻尼有关。其中以刚度影响最大。

9普通炸药水中爆炸对船具有一定程度的破坏作用的因素有水中冲击波，气泡，二次压力波。10螺旋桨引起的激振力主要包括轴频激振力和叶频激振力。机械部平衡引起的激振力主要包括机械静力不平衡，机械动力不平衡，水动力不平衡。

11螺旋桨叶频激扰力主要包括表面力和轴承力。影响脉动压力的主要因素是螺旋桨叶梢与艉壳板的间隙大小及螺旋桨的叶树。

12引起船体产生稳态强迫振动的主要原因是螺旋桨和主机运转时所引起的周期性的激振力。

13减小激振力的传递主要包括减小柴油机激振力的传递和减小螺旋桨激振力的传递，减小螺旋桨的激振力的传递主要包括采用弹性艉轴管，设置螺旋桨吸振穴。

14减小船体振动的结构措施主要包括上层建筑，艉部结构，机舱，其他局部结构等几方面。15单层板的声传输性质主要由隔板的刚度，阻尼，质量控制。

16船舶主要水下噪声源有机械噪声，螺旋桨噪声，水动力噪声。

17简述船体振动的两个主要研究内容。

一是研究计算船体梁各种形式振动的主振动，也就是确定各种形式主振动的固有频率和固有振型，以便设法避免共振。

二是研究计算引起船体总振动的外界激振力（包括其频率和数值），以及在已知外界激振力作用下船体梁的响应，以掌握整个船体梁的振动特性。

18给出使用迁移矩阵法求解船体总振动时，原始数据的选取规则。

（1）取两柱间长L为船梁的长度，一般等分为20段，l=L/20。各段内看作为均匀等直梁。（2）每一梁段的剖面惯性矩取为该梁段两端剖面惯性矩的算术平均值。

（3）分布质量为各梁段的船体本身质量（包括结构及载重）和附连水质量之和，船体本身的质量可按强度计算中的质量曲线求得。

（4）船梁的剪切等效面积取为各梁段两端面积的平均值。

（5）梁段内剖面回转半径取为两端站号剖面的回转半径之算术平均值。

19解释船体总振动及局部振动。

船体总振动是指将船体视为一个整体的船舶总体振动。而船体局部振动是指组成船舶的各个局部结构构件或部件的振动。如梁，板，板架，桅杆，螺旋桨，轴包架，轴支架等的振动。20简述船体梁振动的阻尼分类.

船体梁振动的阻尼分为外阻尼和内阻尼两类。外阻尼主要是指船体振动时水产生的阻尼（空气阻尼一般可忽略）。

内阻尼是指船体构件之间的摩擦引起的阻尼，材料的非弹性引起的迟滞阻尼和船舶所装货物之间的摩擦及货物与船体之间的摩擦产生的阻尼。

21简述研究船体板架振动的主要规定？

（1）两向梁的跨距应该取支撑梁与两向梁中和轴交点间的距离。若板架位于两舱壁之间，则板架的长度就等于舱壁的间距。

（2）计算主向梁和交叉构件剖面惯性矩时，附连带板的宽度取为它们的间距或跨距的1/6，两者之中取小者。

（3）在附连带板宽度范围内所有的纵向连续构件应包括在计算剖面内。

（4）计算中板架的分布质量和附连水质量属于主向梁均布质量的一部分。

22简述螺旋桨激振力的分类以及产生的原因。

螺旋桨引起的激振力可分为两类：一类是频轴激振力，即螺旋桨的激振频率等于桨轴转速的一阶激振力，它是由螺旋桨的机械不平衡引起的；另一类则是激振频率等于桨轴转速n乘以桨叶数z或桨叶数倍数的高阶激振力，称为叶频激振力或倍叶频激振力，它是由螺旋桨在不均匀流场中工作引起的。

23简述柴油机激振力的分类以及产生的原因。

柴油机运转时产生的周期激振力主要有两种：一是运动部件的惯性力产生的不平衡力和不平衡力矩，其幅值及频率取决于运动部件的质量，发火顺序，缸数，冲程数曲柄排列及转速等；二是气缸内气体爆炸压力产生的对气缸侧壁的侧向压力和倾覆力矩，其幅值及频率取决于缸径，工作压力，曲柄连杆长度比，缸数和冲程数。

24测量船体梁的垂向弯曲振动和水平弯曲振动时，测点如何布置？

测点应选择在船体中线或舷侧主甲板或强力甲板刚性支点上（即甲板下为横舱壁等刚性构件处），以防止甲板板架或板格的局部振动混入。