船体振动
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。
船体振动学名词解释简答
1.系统的自由度：确定振动系统运动所需的独立坐标数目即为系统的自由度数。
2.广义坐标：这种确定系统在空间位置的独立参变量称为广义坐标。
3.线性振动：在这些条件下，系统的振动可以用常系数线性微分方程来描述，称为线性振动。
4.自由振动：系统对初始激励的响应通常称为自由振动。
5.强迫振动：对外部作用力的响应称为强迫振动。
6.干摩擦阻尼力：当系统与外界的固体相接触运动时，即产生摩擦阻力，称为干摩擦阻尼力。
7.粘性阻尼力：它是系统与外界粘性流体接触时，在速度不高的情况下所产生的阻尼力。
8.流体动力阻力：当系统与外界的粘性流体接触，且速度较高，并在粘性较小的流体中运动时，即发生与速度平方成正比的阻力，称为流体动力阻力。
9.材料内阻尼力：是因为实际材料并不是完全弹性而引起的，又称材料的非弹性阻尼。
10.结构内阻尼力：是因为系统本身结构装配或连接而引起的。
11.准周期振动：这种由于振动系统受到阻尼力作用，造成能量损失而使振幅逐渐减小的振动称为衰减振动，或称为准周期振动。
12.均匀直梁弯曲自由振动的特性：（1）均匀直梁是具有分布质量及抗弯刚度的无限自由度系统（2）固有频率和固有振形是结构的固有特性，不仅与材料的性质、结构的刚度等因数有关，而且还和边界条件有关（3）当梁作任一主振动时，类似于单自由度系统的振动（4）在所讨论的线性振动范围内，均匀直梁弯曲自由振动是无限多个主振动的线性叠加，梁中任一点的运动则是各主振动所引起运动的总和。
（5）固有振形具有正交性，即各固有振形之间是相互独立的。
13.Timoshenko梁理论：一般的梁单元,是基于初等力学中的平截面变形假定,在这个假定中,实际上认为弯曲变形是主要的变形,剪切变形是次要的变形,因而可以不计,这对于高度远小于跨度的实腹梁来说,不会引起显著的误差,但对于有些空腹梁或都高跨比不是很小的梁来说,就不太精确了,所以有必要计及剪切变形，Timoshenko梁就是能考虑剪切变形的梁。
船体结构强迫振动虚拟测试技术研究的开题报告
船体结构强迫振动虚拟测试技术研究的开题报告一、选题背景随着船舶的不断发展，船舶的安全性、可靠性和经济性也成为船舶设计和制造领域中的重要考虑因素之一。
其中船体强迫振动与船体耐久性、安全性密切相关。
船体结构强迫振动是指当船舶在受到外部刺激（例如风浪、机械振动等）作用下，船体结构出现振动，并会产生与外部刺激相同或倍频的振动量的现象。
如果船体结构无法承受强迫振动而出现疲劳、裂纹等问题，不仅会影响船舶的使用寿命和可靠性，也会威胁到船员和货物的安全。
因此，针对船体结构强迫振动进行虚拟测试技术研究至关重要。
二、研究目的本研究旨在建立船体结构强迫振动虚拟测试模型，通过模拟实际船舶受到外部刺激后的振动情况，检测船体在强迫振动状态下的结构稳定性和耐久性。
三、主要内容（1）船体结构强迫振动机理的研究，对船体结构的振动响应及其影响因素进行分析。
（2）建立船体结构的强迫振动虚拟测试模型，可以采用有限元分析等数值模拟方法，并通过数值模拟计算进行验证。
（3）分析船体结构强迫振动虚拟测试模型的结果，确定船体结构在强迫振动状态下出现的问题，并提出相应的分析及处理方法，以保证船体结构稳定性和耐久性。
四、研究意义本研究对于提高船体结构设计的可靠性及安全性具有重要的现实意义。
同时，本研究对于优化船体结构设计及预防材料疲劳、裂纹等问题也具有参考意义。
五、预期成果完成船体结构强迫振动虚拟测试模型的建立和验证，分析得出船体结构强迫振动状态下存在的问题和可能的原因，并提出针对性的处理方案，具有一定的理论和实践价值。
六、研究方案（1）理论研究：综合研究相关文献，了解船体结构强迫振动机理和现状，明确研究方向和目标。
（2）数值模拟：采用有限元分析等数值模拟方法，建立船体结构强迫振动虚拟测试模型，进行计算和验证。
（3）实验验证：使用实验测试方法对数值模拟结果进行验证，提高数值计算的精度和可靠性。
（4）数据分析：对数值模拟和实验测试的结果进行分析和比对，确定船体结构强迫振动状态下出现的问题和可能的原因，提出处理方案和优化建议。
船舶振动及减振措施探讨
船舶振动及减振措施探讨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。
螺旋桨诱导的表面力和空泡是导致剧烈尾振的原因，而这两者又与螺旋桨的设计如桨叶的倾斜度、盘面比、螺距、厚度分布和叶片数等有关，因而螺旋桨的选择直接影响到船体振动；同时螺旋桨与船体线型是否匹配、间隙是否足够，均与船体振动密切相关，因为若螺旋桨与船体、尾柱、舵托、舵之间的间隙太小，螺旋桨诱导的脉动压力将会剧增，加上伴流不均匀，使螺旋桨的激励力较大，使尾振加剧。
（四）主副机的选择。
因为柴油机运转时作用在船体上的周期性干扰力主要有两种，一是运动部件的惯性力产生的不平衡力和不平衡力矩；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复力矩；若主副机选择不当，会使以上两种周期性干扰力增大，使船体产生强迫振动。
海浪对船体振动与疲劳的影响及预防方法
海浪对船体振动与疲劳的影响及预防方法引言：船舶在海上航行时，常常会受到海浪的影响，海浪所产生的振动会对船体结构造成一定的疲劳，进而影响船舶的操作性能和安全性能。
本文将探讨海浪对船体振动与疲劳的影响原理，并介绍一些预防方法，以提高船舶的可靠性和航行效率。
一、海浪对船体振动的影响原理1. 海浪对船体振动的激励作用海浪作为一种机械波，其振动会传导到船体结构上，产生激励作用。
船体在海浪作用下，会受到来自波浪升降运动和横摇运动的激励力，导致船体发生振动。
2. 船体结构与海浪激励的相互关系船体结构的刚度和阻尼决定了其对海浪激励的响应。
船体刚度越大，振动频率越高；阻尼越大，振动幅度越小。
因此，在设计船体结构时应考虑其刚度和阻尼特性。
3. 船体振动形式与海浪特性的关系不同类型的海浪会对船体产生不同形式的振动，如船体在短周期海浪下容易发生激烈的横摇振动，而在长周期海浪下则容易产生大幅度的纵向振动。
因此，了解海浪特性对船体振动形式的影响，能够有针对性地采取措施降低振动的影响。
二、海浪对船体疲劳的影响原理1. 海浪振动与船体材料的疲劳寿命海浪振动会导致船体结构发生疲劳破坏，即由于长期受到海浪振动的作用，船体结构内部会出现应力集中现象，进而使船体结构的材料产生裂纹，最终导致结构失效。
2. 海浪特性与船体疲劳破坏的关系海浪的频率、振幅和方向等特性与船体疲劳破坏紧密相关。
例如，短周期海浪易产生高频振动，对船体的影响主要集中在连接节点等细小结构上。
而长周期海浪则对船体的纵向结构产生更大影响。
三、海浪对船体振动与疲劳的预防方法1. Optimized By Design方法通过在船体设计阶段考虑到振动与疲劳的问题，采用合理的结构配置、材料选用和加强设计等手段，以提高船体的振动和疲劳性能。
2. 船体振动控制装置船体振动控制装置是一种主动控制系统，可通过反馈与控制，在船体结构上施加力或通过其他方式降低振动影响。
该装置可根据不同的振动状况和海况进行精确的调节，有效地减小船体振动带来的疲劳损伤。
船体振动分析的实船验证及改进方案
船体振动分析的实船验证及改进方案船体振动分析在船舶设计和运行中具有非常重要的作用。
通过分析船体的振动情况，可以减少船体的疲劳裂纹和振动噪声，保证船体的结构安全和生产效率。
但是，船体振动分析理论和实际情况存在差异，因此必须进行实船验证和改进方案。
实船验证主要是通过实际的船舶使用情况，对分析结果进行验证和校对，以改善振动计算模型的准确性。
根据验证结果，可以进一步优化船体结构和减少振动噪声。
具体来说，实船验证的基本步骤如下：首先，通过振动计算模型获得船体振动的振幅和频率，然后在船舶运行时进行振动测量。
在测量过程中，需要选择合适的测量仪器和测量位置，以保证测量结果的准确性。
此外，还需要考虑环境因素对振动测量的影响，例如海洋波浪和风力等。
通过对测量数据的分析和比较，可以确定振动计算模型的误差和缺陷，并针对性的对模型进行改进。
改进方案包括以下方面：1、结构优化船舶的结构设计是减少振动的重要因素之一。
通过对船体结构的优化设计，可以减少结构的自然频率，提高结构的刚度和强度，从而降低振动幅度。
在具体实践中，可以通过改变船体板材的厚度、强化船体结构的支撑和加强船体的刚度等方式进行优化。
2、船舶维护和保养船体振动的另一个重要原因是船舶的磨损和老化。
为了减少船体振动，需要对船舶进行定期维护和保养，确保船舶的各部件处于良好的状态。
例如，定期检查和更换船舶橡胶支座、平衡船体载荷和注意船舶的航速等都可以有效减少船体振动。
3、船舶运营管理船舶的运营管理对减少船体振动也非常重要。
通过合理的运营管理以及规范的操作规程，可以有效减少船体振动。
例如，合理控制船舶的载重量、稳定性和分布等，采取减速慢行的方式减少船体振动等。
综上，船体振动分析在船舶设计和运行中具有非常重要的作用。
通过实船验证和改进方案，可以提高振动计算模型的准确性，减少船体振动幅度和噪声，确保船舶结构的安全和效率。
相关数据分析是通过对各种数据的收集、整理、处理和分析，从中获取有用的信息和结论的过程。
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。
第五六七章 船体局部振动、主要振源、振动评价防振与减振
2019/12/18
上层建筑局部振动的有限元法
板梁组合模型： 用板单元来描述甲板板和桁材(强横梁 和纵桁)； 用空间梁单元来描述扶强材(纵骨和普 通横梁)。
2019/12/18
5.2 板的振动
对矩形平板来说： 一般只有特定的边界条件（四边自由支持），才 能求得精确解； 其它情况均可采用近似方法（有限元法）求解。
对于实船来说，板的边界条件的确定较困难。 实测表明，绝大部分的船板其测量值介于四边简 支板和四边刚性固定板的计算值之间； 且大多偏向于简支计算值； 因此，在船体振动计算中，常近似地取为四边简 支。
2019/12/18
5.2 板的振动
船体外板一般都承受中面力作用，中面拉力使船板的 固有频率_____，而压力则使船板的固有频率_____。
甲板板或船底板在中拱或中垂的不同状态下的固有频 率会产生相应的变化，进而也会影响到船板的响应。
影响船舶板中面应力的其它因素还有板架弯曲板的初 始挠度以及由焊接而引起的板的初始应力数值等，这 些影响具有一定的随机性。
2019/12/18
5.3 船舶上层建筑的振动
上层建筑总振动固有频率的计算方法： 经验公式； 有限元方法。
2019/12/18
上层建筑纵向振动频率的近似估算
上层建筑纵向振动的第一阶固有频率估算(P168)：
1 f2
1
f
2 a
1
f
2 b
f
f
2 a
1
fa fb
2
K—上层建筑后端的弹性支承刚度(N/m)，取决
第7章——船舶振动评价、防振与减振
船体振动基础1第7章船舶振动评价、防振与减振一、船舶振动的危害二、船舶振动的标准三、船舶振动的测试四、船舶振动的具体测试方法21一、船体振动的危害P2171.对人体的危害• 振动以及由振动引起的噪声，会导致船员与乘客的不适，引起疲劳甚至损害健康。
• 长期处于振动环境中会影响神经系统的正常工作机能，导致肌肉松弛，血压升高，视觉迟钝等。
3二、船舶振动的标准•• 人体对振动的反应41一、船体振动的危害1.对人体的危害1）人体固有频率：胸腹系统固有频率4~6H z ，2030头、颈、肩固有频率20~30H z ，人体系统固有频率6~9H z ，其中许多频率是船上常见的激励频率。
216~20H z ）环境振动通过接触表面使人感受到振动。
大于，人同时感觉到噪声；大于100H z ，主要是噪声。
367H 5）6~7Hz 的垂向振动会引起晕船症。
水平振动常比垂向振动影响更大，极度影响生活和工作。
一、船体振动的危害2.对船体结构的损害•或产生振动使高应力区的船体结构出现裂缝、或产生疲劳破坏，从而影响其安全性和正常使用。
①当共振时振幅及振动应力急剧放大（例：某船二节点振幅为1mm，振动应力平均为1.0~2.0N/mm2，共振时振幅为18mm，振动应力20 N/mm2）②材料或结构的内在缺陷（裂纹、疏松、气孔、夹渣等）使其在长期承受振动的过程中可能产生宏观裂纹源，最终导致构件的疲劳破坏。
6一、船体振动的危害2.对船体结构的损害振动使高应力区的船体结构出现裂缝、或产生疲劳破坏，•振动使高应力区的船体结构出现裂缝或产生疲劳破坏，从而影响其安全性和正常使用。
③当实测振动应力为10~20N/mm2时，结构就可能发生损坏。
④尤其在尾部结构、焊缝附近和应力集中的部位更易破坏。
7一、船体振动的危害3.对机器设备的危害•振动使机器仪表和设备失常寿命缩短或损坏• 振动使机器、仪表和设备失常，寿命缩短或损坏。
1）过度的振动使计算机、自动控制的仪表设备失灵或损坏，影响航行安全。
船体振动智慧树知到答案章节测试2023年华中科技大学
绪论单元测试1.要产生振动，需要（）。
A:时变作用B:空气C:弹性D:质量答案:ACD2.属于振动的是（）。
A:敲鼓B:钟摆C:心脏搏动D:说话时的声带答案:ABCD3.已知船体结构的动态特性，计算在输入作用下的输出。
属于（）。
A:系统识别B:响应分析C:环境预测D:系统设计答案:B4.在已知外界激励下设计合理的船体系统参数，使系统的动态响应或输出满足要求。
属于（）。
A:系统识别B:响应分析C:系统设计D:环境预测答案:C5.已知系统的输入和输出，求出船体系统的参数。
属于（）。
A:系统识别B:系统设计C:环境预测D:响应分析答案:A6.在已知系统的响应和系统参数的条件下，预测系统的输入。
属于（）。
A:系统识别B:系统设计C:环境预测D:响应分析答案:C第一章测试1.在下图所示的结构中小球质量为m，梁的质量忽略不计，梁的长度为L，截面惯性矩为I，材料的弹性模量为E。
若要使小球的自振频率ω增大，可以（）。
A:增大IB:减小EC:增大mD:增大L答案:A2.如图a所示，梁的质量忽略不计，小球的自振频率；若在小球处添加刚度为k的弹簧，如图b所示，则系统的自振频率ω1为：（）。
A:B:C:D:答案:D3.单自由度系统自由振动的幅值仅取决于系统的（）。
A:固有频率B:质量C:初速度和初位移D:刚度答案:C4.已知某单自由度系统质量为m，刚度为k，阻尼系数为c，阻尼因子为ξ。
若令系统刚度为4k，则下列说法正确的是（）。
A:新的阻尼因子为1/2 ξB:新的阻尼因子为1/4 ξC:新的阻尼系数为1/2 cD:新的阻尼系数为1/4 c答案:A5.单自由度系统只有当阻尼比时，才会产生振动现象。
（）A:ξ<1B:ξ≤1C:ξ>1D:ξ=1答案:A6.已知结构的自振周期T=0.3s，阻尼比ξ=0.04，质量m在y0=3mm，v0=0的初始条件下开始振动，则至少经过个周期后，振幅可以衰减到0.1mm以下。
（）A:14B:13C:12D:11答案:A7.速度导纳的单位是（）。
船体防震及减振船体振动设计流程
船体防震及减振船体振动设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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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。
船体振动试验规范
船体振动试验规范1 范围本规范规定了船体振动测量的方法。
本规范适用于海上和内河商船由推进装置和机械设备的激励所引起的船体与上层建筑中正常工作和居住场所的的稳态振动测量。
舰艇可参照执行。
2 试验目的测定船体振动特性，用于评价商船工作和居住场所的振动。
3 试验仪器、设备3.1 一般应选用多通道并能长期保存记录的电子测量系统，通常由传感器、放大器、滤波器和记录器组成。
3.2 应具有较宽的频率范围和幅值线性，要满足被测部位的频率和幅值要求，并能适应船上温度、湿度和噪声等环境条件。
3.3 传感器安装要牢固，方向正确，导线走向和布置合理。
3.4 仪器的灵敏度、幅频特性、幅值线性必须定期进行计量检定或校准；取得合格证证书方可使用。
3.5 在能满足测量要求前提下，可以使用单点测量的电子仪器或手持机械式测振仪。
4 试验条件4.1 水面保持平静，气象条件不应对测量值有较大的影响，一般应在3级海况以下。
4.2 水深不小于船舶吃水的5倍，离岸距离应不小于船宽的2.5倍，为测定营运船舶的振动级，测量也可在营运水域进行。
4.3 船舶应处于满载或压载状态，压载时尾吃水应确保螺旋桨全部浸没在水中。
测量时船舶应保持自由航行状态。
4.4 拖(推)船应在单船航行状态或带驳船航行状态下测量，内河船应在逆水或静水中测量。
4.5 船舶应保持稳定航向，操舵角应保持在±２o之内。
4.6 主机和其他机械装置应处于稳定工作状态，多桨船应使各桨轴转速保持一致或基本一致。
4.7 主机运行工况一般为额定转速和营运转速。
4.8 如有需要，个别机械装置可单独运行。
5 试验项目按如下的测量位置和方向进行振动测量。
5.1 船体尾部上(主)甲板纵中剖面尾端，方向：垂向、横向和纵向。
5.2 上层建筑5.2.1 驾驶甲板上，纵中剖面与前缘围壁的交点，方向：垂向、横向和纵向。
5.2.2 上(主)甲板上，纵中剖面与前缘围壁的交点，方向：垂向、横向和纵向。
5.3 生活舱室5.3.1 起居室中央部位，方向：垂向、横向和纵向。
第八章实船振动试验
第八章 实船振动试验§8－1 实船振动试验的目的由于理论计算难以全面掌握舰船的振动特性和评价其振动的大小，所以每一艘新船建造好后，必须进行振动测量。
同时，舰船振动量级的衡准值也是建立在大量实船测试结果的基础上，才能是比较合理、现实而先进的。
舰船振动试验可以分为新型号舰船的试验和在役舰船的试验，测量可分为总振动测量和局部振动测量。
实船振动测量的目的主要有：1．确定船体和局部结构的振动特性、振型、固有频率和阻尼。
确定舰船振动的量级是否超过振动衡准规定值，了解振动对船体结构、仪表设备和船员的影响；2．确定引起船体振动的原因及其传递途径，作为制订减振措施的依据；3．积累资料，为制订和修订船舶振动的允许标准、船舶机电电子仪表设备的振动环境条件提供依据；4．验证设计计算方法的可靠性及减振设计的效果；5．为舰船的正确使用提供实验依据，如避开其共振转速、确定合理的用船状态等。
§8－2 实船航行振动的测试条件舰船在航行过程中，受到的激励力是十分复杂的，除推进装置引起的规则振动外，还有波浪的砰击、舵角或偏航引起伴流分布变化引起的振动，螺旋桨的出水会大大增加激振力，因此，不仅各型舰船振动情况不同，同型的各条舰船振动情况不同，而且同一条船在不同试验环境条件下，振动情况也不同。
为了使测试结果具有可比性，便于进行统计归纳，必须统一测试条件。
1．试验水域水深和离岸距离的要求附连水质量在船舶振动的固有频率的计算中是一个不可忽视的重要因素。
附连水的质量根据理论分析和试验结果，可以分别按下式计算。
M KC b av v v =122αρπ(吨/米) 221d KC M H H aH πρα=（吨/米） 其中 M M av aH ,垂向振动和水平振动时单位长度船体上的附连水质量； ρ——水的质量密度（吨/米）；b ——计算剖面处的水线半宽（m ）； 图8－1 水域对附连水质量影响示意图d ——计算剖面处的吃水（m ）；V H C C ⋅——垂向振动、水平振动时计算剖面形状修正系数；K ——船体垂向振动、水平振动的三维流动系数；ααV H ⋅——计算剖面处浅水修正系数和狭航道修正系数。
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。
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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。
25船体总振动测试时，测点应如何布置？在测量船体的振形时，布点的多少应根据具体情况而定，但在船长方向的测点数应足以能画出船体的振形。
同时，由于船首，尾两点都处于振形的腹点，对总振动协调数据的确定特别重要，且测点应尽可能地靠近艏艉端点中心处，因此这两点是必不可少的。
当测量船体的扭转振动时，测点应布置在船舷两侧甲板上的刚性支点处，且测点要对称于船体纵中剖面布置。
26简述减小螺旋桨激励可以从哪些方面入手进行考虑？（1）螺旋桨与船体的间隙（2）螺旋桨叶数（3）螺距（4）盘面比（5）螺旋桨形状（6）使螺旋桨盘面内的伴流均匀化（7）采用导流管螺旋桨27简述船体振动的危害。
1.振动及由振动引起的噪声使船员和旅客感到不舒适，容易疲劳，工作效率降低，甚至影响身体健康；2.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；3振动易使高应力区的船体结构等出现裂缝或疲劳损坏；4.振动及其产生的噪声对军用舰只的作战和隐蔽性能危害极大。
28船长排水量确定后如何改变船体的固有频率降低船体的振动？1改变船上载荷的分布来调整固有频率，如将货物移近振形节点，使固有频率提高，而将压载布置在振形的波腹上，将使固有频率降低。
2改变船体梁的刚性来调整固有频率，如改变船体所使用的材料，可使船舶横剖面惯性矩发生变化。
3合理地设计上层建筑也可改变船体梁的刚性，如改甲板室为桥楼以增大刚性，采用弹性接头，降低上层建筑参与总纵弯曲的程度以减小刚性等。
29船体防振和减振的基本原理无论是船舶设计阶段的防振还是营运船舶的减振，两者都是通过改变结构的固有频率或激振力频率以避免共振，减小激振力的幅值与减小激振力的传递以降低强迫振动的程度，增加结构刚度和阻尼等方法来减小船体的振动。
30船体振动测试的目的是什么？（1）通过实船测量确定船体和局部结构的振动特性及其不良影响；（2）通过实船测量确定船体振动的原因，以便采取必要的改进措施和检验已有减振措施的效果；（3）实船测量校核理论计算方法的可靠性，并在此基础上积累资料，为进一步修改振动的标准和计算方法提供依据。
31噪声从船舶一舱室向邻近的其它舱室的传播，可以有几种途径?(1)空气声穿过隔壁，地板和天花板结构而传播到相邻房间；(2)由机械振动或冲击所引起的结构振动传到邻室，再由邻室地板，墙等结构的振动作为二次声源而引起的声发射；(3)完全通过空气，例如通过开着的门窗，机舱盖，通风管道等直接以空气声传播。
32叙述单层隔板的声传输性质。
（1）声波的频率低于隔板的基频时，这种低频的传输（或传输损耗）主要由隔板的刚度来控制。
此范围内质量与阻尼并不重要。
（2）声源频率高于刚度控制范围时，进入板的一系列固有频率的区域（共振区）。
这个范围内隔板的传输能力主要取决于隔板的阻尼，称为阻尼控制。
（3）板的一系列主要共振频率以上，声波频率高于板的频率，故为振动的质量控制区。
此时，穿透隔壁声的传输能力可由隔板的质量来予以控制。
按照这样的规律，一般从最低的固有频率的2~3倍，一直增加到一个临界fc为止。
（4）当频率高到临界频率fc后，由于吻合效应，除了很少数声能被隔板耗散外，大部分透射到另一侧。
（5）高于临界频率后，板的刚度与阻尼又重新变得重要了，传递耗损又随着频率而增加，但比质量控制区的比率稍高（即按一个频程约8~10db）的比率而增加。
33结合你对船舶噪声控制方法的了解，说说当前船舶噪声主要采用的控制方法。
声源，传播途径和接受者是一个噪声系统的三个环节，治理噪声必须从这三方面来考虑。
控制声源噪声的方法为：减少激振力的幅值，减少系统各部件对激振力的响应，改变工作条件等。
控制噪声传播途径可从声源和接收器位置的选择，增加传播距离，隔声，吸声，消声等手段入手。
对接收者采取防护措施，如让工人佩戴个人防护用品可起到隔离噪声的作用。