船舶的噪声与振动控制
振动噪声控制与排放
二、ISO组织规定,在1~80Hz范围内人体忍受振动的三种限界: (1) 舒适性限界(RC),不能保证舒适感的限界; (2) 疲劳限界(FDP),出现疲劳,导致工作效率衰退的限界; (3) 耐久限界(RC),不能保证人员健康的限界;
则有 这种情况下的运动也是非周期性的。
4. 当ξ< 0 时,
x(t)则表现为一种增幅振动。
振动噪声控制与排放
三、有阻尼系统的简谐强迫振动 单自由度有阻尼强迫振动的微分方程为:
振动噪声控制与排放
设
幅频特性
为频率比,则有:
相频特性
讨论: (1)激励频率很低时,即 (2)激励频率很高时,即 (3)
振动噪声控制与排放
的,因此也称它们为外力和外力矩,其值取决于运动部件的质量、
发火顺序、缸数和曲柄排列等。当选用存在有不平衡惯性力和力矩
的柴油机作为船舶主机时,则会激起船体的振动。作用在垂直平面
内的垂向力及纵摇力矩是船舶垂向振动的激励力,当其频率与船体
垂向弯曲振动某阶的固有频率相等或接近时,就会激起较大的垂向
振动响应。
振动噪声控制与排放
振动噪声控制与排放
图2.4-2 垂向振动的FDP限界
振动噪声控制与排放
三、船舶振动衡准 1. 海船(适用于20米以上的钢质海上运输船舶)
对水平振动耐受程度低于垂向振动以及逗留时间等不同,分为Ⅰ 类区和Ⅱ类区,各以上、下限界线把振动程度划分为三种情况。
I类区:指船上生活区及连续工作4h和超过4h的区域,如驾驶室、 报务室、集控室。
振动噪声控制与排放
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述【摘要】船舶轮机振动噪声是船舶运行中不可避免的问题,给船舶乘员和周围环境带来了巨大的危害。
为了控制船舶轮机振动噪声,研究人员提出了多种技术和方法,如隔振装置、减振材料等。
通过案例分析可见这些技术和方法在实际应用中取得了一定的效果。
船舶轮机振动噪声控制仍面临着挑战,需要不断探索创新。
现代技术的发展为船舶轮机振动噪声控制提供了新的机遇,如智能控制系统等。
控制船舶轮机振动噪声不仅是为了提升船舶运行的舒适性和安全性,也是为了减少对周围环境的影响,保护海洋生态环境。
船舶轮机振动噪声控制具有重要的现实意义和发展前景。
【关键词】興船舶、轮机、振动、噪声、控制、技术、方法、案例分析、现状、展望、重要性1. 引言1.1 研究背景船舶轮机振动噪声是船舶运行中不可避免的问题,其产生主要源自于船舶轮机的运转所引发的振动和噪声。
随着航运业的发展和船舶规模的不断增大,船舶轮机振动噪声对船员健康、设备完整性和海洋环境造成的影响越来越受到关注。
研究表明,船舶轮机振动噪声会对船员的听力、睡眠以及长期健康造成影响,也可能导致设备的故障和损坏,甚至对海洋生态环境产生负面影响。
控制船舶轮机振动噪声对于保障船员健康和船舶设备正常运行至关重要。
目前对于船舶轮机振动噪声的控制技术和方法仍存在一定的局限性和挑战,需要进一步深入研究和探索。
本文旨在对船舶轮机振动噪声的控制进行综述和分析,以期为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1.2 研究意义船舶轮机振动噪声控制是船舶工程领域的重要研究课题,具有重要的实际意义和广泛的应用价值。
船舶轮机振动噪声会对船舶设备和船员健康造成影响,严重时可能导致设备故障和人员生理疲劳。
对船舶轮机振动噪声进行控制可以有效降低设备损耗和维修成本,保障船员的健康安全。
船舶轮机振动噪声控制技术的研究和应用,可以提高船舶航行的舒适度和安全性,减少船舶在航行过程中的振动和噪声干扰,有利于提升船舶的性能和竞争力。
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。
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述船舶轮机振动噪声是指由于发动机运转而导致的船舶结构和周围环境产生的振动和噪声。
随着船舶工业的发展,船舶轮机振动噪声控制成为一个重要的问题。
振动噪声不仅会影响到船舶本身的安全和舒适性,还会对周围环境造成污染。
如何有效地控制船舶轮机振动噪声成为船舶工程领域的一个热点研究课题。
本文将从船舶轮机振动噪声的产生机理、特点以及对船舶和周围环境的影响进行综述,同时对当前船舶轮机振动噪声控制的方法和技术进行介绍和分析,为相关研究和工程实践提供参考。
一、船舶轮机振动噪声的产生机理和特点(一)产生机理船舶轮机振动噪声是由于船舶主机、辅机等动力设备在运转过程中产生的振动和噪声。
主要产生原因包括:1.发动机内燃爆燃产生的气体冲击振动2.发动机旋转运动引起的阀门、活塞、曲轴等部件的振动3.发动机外部传动系统的振动4.船舶运行在水中产生的水动力振动这些振动在传播过程中与船舶结构、水面和空气发生相互作用,最终形成船舶轮机振动噪声。
(二)特点船舶轮机振动噪声具有以下特点:1.频率广泛:船舶轮机振动噪声的频率范围较广,涵盖了从几 Hz到几百 Hz的范围,同时还包括了较高频率的空气噪声。
2.强度大:船舶轮机振动噪声是由于内燃机等动力设备的运转而产生的,因此其振动噪声的强度较大,对船舶结构和周围环境的干扰性较强。
3.传播路径复杂:船舶轮机振动噪声在传播过程中会受到船体结构、水面和空气等传播介质的影响,使得其传播路径较为复杂。
船舶轮机振动噪声对船舶和周围环境都会产生一定的影响:1.对船舶结构的影响:船舶轮机振动噪声会对船舶结构产生一定的疲劳损伤,加速结构的老化和破坏,从而影响船舶的使用寿命和安全性。
2.对船员的影响:船舶轮机振动噪声会对船员的身体健康产生不良影响,引起耳膜震荡、听力损害等问题,甚至影响船员的工作效率和工作质量。
3.对周围环境的影响:船舶轮机振动噪声会对周围水域和岸上居民产生环境污染,影响人们的生活和工作,甚至对水生生物产生不利影响。
船舶振动与噪声控制技术的应用考核试卷
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
1.船舶振动的产生原因包括以下哪些?()
A.船舶结构设计不合理
B.船舶动力设备运行
C.水流对船体的冲击
D.船舶载重不均匀
2.以下哪些属于船舶振动控制的方法?()
C.使用低噪声设备
D.增加船舶重量
11.以下哪些因素会影响船舶振动与噪声的测量结果?()
A.测量位置的选择
B.环境条件的变化
C.测量设备的精度
D.船舶的航速
12.以下哪些方法可以用于船舶振动的分析?()
A.有限元分析
B.实验模态分析
C.时域分析
D.频域分析
13.在船舶噪声控制中,以下哪些因素需要考虑?()
D.噪声在水中传播时衰减较快
8.以下哪些技术可用于船舶的有源噪声控制?()
A.声学反馈
B.数字信号处理
C.噪声放大
D.声源定位
9.在船舶噪声控制中,以下哪些材料可以用于吸声处理?()
A.玻璃棉
B.聚氨酯泡沫
C.钢材
D.木板
10.以下哪些措施有助于减少船舶的振动与噪声?()
A.合理安排船舶设备布局
B.采用减振支架
A.船舶的隔声措施
B.船舶的吸声材料
C.船舶的照明设备
D.船舶的消声措施
19.以下哪个场合不适合采用有源噪声控制技术?()
A.船舶发动机舱
B.船舶生活区
C.船舶货舱
D.船舶驾驶室
20.以下哪个措施在船舶振动与噪声控制中具有较好的效果?()
A.提高船舶航速
B.增加船舶重量
C.优化船舶结构设计
船舶机械噪声的有效控制探究
船舶机械噪声的有效控制探究随着航运业的发展,船舶机械噪声成为了一个越来越为人关注的问题。
船舶在航行过程中,机械的运转会产生噪声,这不仅对船员的健康造成危害,还会影响到船舶的周围环境,甚至对海洋生物产生影响。
有效控制船舶机械噪声成为了一项迫切的任务。
本文将探讨船舶机械噪声的产生原因、危害和有效控制方法。
一、船舶机械噪声的产生原因1. 主机和辅机的运转:船舶的主机和辅机在运转过程中会产生机械运转噪声,尤其是在高速航行时,噪声会更加明显。
3. 船体结构振动:船体结构在航行中会受到海浪和风力的影响,产生振动并引起噪音。
4. 辅助设备运转:船舶上的辅助设备,如空调、冷藏设备等在运转时也会产生噪音。
船舶机械噪声对船员、海洋生物和周围环境都会造成一定的危害。
1. 对船员的危害:长期处于高噪声环境中的船员容易患上听力损伤、头痛、失眠等健康问题,严重的甚至可能引起职业性听力损伤。
2. 对海洋生物的危害:船舶机械噪声对海洋生物的生存和繁衍都有着负面影响。
很多海洋生物都会对噪声产生敏感反应,特别是在垂直迁徙或水平迁徙过程中,噪声会干扰它们的正常行为。
3. 对周围环境的危害:船舶机械噪声会影响到周围的海域环境,如果噪声过大则会扰乱当地海洋生态系统的平衡。
三、船舶机械噪声的有效控制方法为了降低船舶机械噪声对船员和环境造成的危害,需要采取一系列的有效控制方法。
1. 采用噪声隔离措施:可以在船舶的机舱和机械设备周围设置隔音板、隔音棉等材料,来隔离和吸收噪声。
2. 优化机械设备的设计:通过对船舶主机、辅机和螺旋桨等机械设备的结构和工艺进行优化设计,减少噪声的产生。
3. 控制船体结构振动:采用减振设备、减振材料等措施,来减少船体结构振动产生的噪音。
4. 限制船舶航行速度:在需要降低噪音的区域,可以通过限制航行速度的方式来减少螺旋桨产生的噪音。
5. 定期检查和维护:对船舶机械设备进行定期的检查和维护,及时发现和修复噪音产生的问题。
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。
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述随着船舶工业的迅速发展,船舶轮机振动噪声控制成为了一个备受关注的话题。
船舶轮机振动噪声不仅会影响到船舶的航行安全和舒适度,还会对船员的健康造成影响,对船舶轮机振动噪声控制进行综述是十分必要的。
一、船舶轮机振动噪声的来源1. 发动机振动:船舶的发动机是船舶轮机振动噪声的主要来源之一。
发动机在工作时会产生大量的振动,这些振动会通过船体传播到周围环境中,形成噪声。
2. 螺旋桨和推进系统振动:船舶的螺旋桨和推进系统也是产生振动噪声的重要来源。
螺旋桨在旋转时会产生大量的振动,推进系统的运转也会引起船体的振动,这些振动都会转化为噪声。
3. 船体结构振动:船体结构的振动也会直接导致船舶振动噪声的产生。
船体结构的振动会受到船舶运行时的水动力和气动力的影响,从而产生不同频率和振幅的振动噪声。
船舶轮机振动噪声的存在会对船舶和船员造成严重的危害,主要表现在以下几个方面:1. 影响船舶的航行安全:船舶轮机振动噪声会影响船舶结构的稳定性和航行性能,从而对船舶的航行安全造成影响。
2. 影响船员的健康:长期暴露在船舶轮机振动噪声环境下会对船员的健康造成损害,容易导致听力下降、神经系统疾病等健康问题。
3. 影响船舶设备的寿命:船舶轮机振动噪声会对船舶设备和机械造成损坏,降低船舶设备的使用寿命,增加维护成本。
1. 发动机和设备的优化设计:通过对船舶发动机和相关设备的优化设计,可以减少振动和噪声的产生。
比如在发动机的结构设计中采用减振措施,在螺旋桨和推进系统的设计中采用减噪技术等。
2. 振动隔离和吸声措施:采用振动隔离和吸声措施可以有效减少船舶轮机振动噪声的传播。
比如通过在机舱或船体内部安装减振材料和吸声材料,可以有效隔绝振动和噪声的传播。
3. 声学优化控制技术:利用声学理论和技术手段对船舶轮机振动噪声进行建模和分析,从而找到合适的控制手段和控制策略,对船舶轮机振动噪声进行有效控制。
四、发展趋势预测随着船舶工业技术的不断发展和完善,对于船舶轮机振动噪声控制方面也将会有更多的创新和发展,主要表现在以下几个方面:1. 智能化控制技术:随着智能化技术在船舶领域的不断应用和发展,智能化控制技术也将在船舶轮机振动噪声控制方面得到更广泛的应用。
船体噪声及其控制
金属微穿孔板的吸声系数和宽带都较穿孔板好, 且外表美观,易于清洗,适用于高温、有腐蚀性 气体的特殊条件。
目前在船舶上应用最为广泛的是用多孔吸声材料制成的 平板型吸声结构,如图示。在这种结构中,吸声材料或 是紧贴在船体的壁板上,或是留有一段距离。为防止多 孔材料受到机械损伤,用多孔板保护之。吸声尖劈在某 些船上也有应用。
四、多孔吸声材料的应用
(1)多孔吸声板、毡与吸声砖 多孔吸声板、毡与吸声砖是用松散的各种多孔
吸声材料加工而成的,如木丝板、矿棉板、甘 蔗纤维板、玻璃棉毡、膨胀珍珠岩吸声砖等。 使用时,可以整块的直接吊在天花板或贴附在 四周墙壁上;各种吸声砖可以直接砌筑在需要 控制噪声的场合。
(2)罩面板的多孔吸声结构
在传播途径上控制噪声主要是阻断和屏蔽声波 的传播或使声波传播的能量随距离加大而衰减。 因此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。
对接收者采取戴耳塞、耳罩、帽盔或隔声间等 防护措施。
5.4.1 吸声
能够吸收声能的材料或结构统称作吸声材料。 利用吸收材料吸收声能以降低噪声的办法称作
共振吸声结构基本分为三种类型:薄板共振吸 声结构、穿孔板共振吸声结构和微穿孔板吸声 结构。
一、薄板共振吸声结构
(1)构造 这种由薄板(金属板、胶合板或塑料板等)
与板后的封闭空气层构成的振动系统就称作薄板 共振吸声结构。
1—龙骨架;2—薄板
(2)吸声机理
当声波入射到板面上时,激发薄板产生振动, 并发生变形。此时,由于板本身的内摩擦及与 支点间的摩擦损耗,将振动能量变为热能,从 而消减声能。
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述船舶轮机振动噪声是指由于船舶发动机和主要传动装置的振动所引起的噪声问题。
这种噪声对于船舶乘员和机组人员的健康和舒适度有着重要影响,同时也会对船舶设备的可靠性和寿命产生不利影响。
对船舶轮机振动噪声进行控制具有重要意义,本文将对船舶轮机振动噪声控制的方法进行综述。
船舶轮机振动噪声主要来源于发动机的传动装置和排气系统。
发动机的传动装置主要包括曲轴、连杆、活塞等零部件,这些零部件在工作过程中会产生振动。
而排气系统则主要包括进气管和排气管,其中进气管在发动机工作时会产生压力波,从而引起噪声。
对于船舶轮机振动噪声的控制可以从以下几个方面进行考虑。
可以通过降低发动机的振动水平来控制船舶轮机振动噪声。
这可以通过改进发动机的结构和传动装置来实现,例如采用减振器、减震器等装置来减少振动的传递,或者设计更加平衡的连杆和曲轴来降低振动。
还可以通过在发动机的各个部位添加隔振措施,如安装隔振垫块、隔振脚等装置来减少振动的传递。
这些措施可以有效降低发动机的振动水平,从而减少振动噪声的产生。
可以通过优化排气系统的设计来控制船舶轮机振动噪声。
排气系统中的压力波是导致噪声产生的主要原因之一,因此可以通过优化排气管道的长度和直径,改变进气管和排气管的形状等来减少压力波的产生。
还可以采用消声器等装置来吸收排气管中的噪声波动,从而降低噪声的水平。
通过这些优化措施,可以有效减少船舶轮机振动噪声对船舶乘员和机组人员的影响。
总结而言,船舶轮机振动噪声控制是一个复杂的问题,需要从发动机的结构和传动装置、排气系统的设计以及振动隔离技术等方面进行综合考虑。
通过合理的措施和方法,可以有效降低船舶轮机振动噪声的水平,提高船舶设备的可靠性和乘员的舒适度。
第七章-船体噪声及其控制(1)概要
力性噪声,如船用主机、辅机的排气系统、通风机、空压 机系统等产生的噪声,一般称为空气噪声。 (2)机械性噪声:由固体振动而产生的机械性噪声,如 主机、辅机的气阀机构、活塞连杆等在摩擦、冲击等交变 应力的作用下产生的噪声,一般称为固体噪声或结构噪声。 (3)电磁性噪声:由于交变磁场的相互作用,产生周期 性的交变力所引起电磁振动而产生的电磁性噪声,如船上 的发电机组、交变器、配电板等产生的噪声。
发出的声波可经多次反射而无吸收。在这类房间内的 某一点处,声音是由声源直接发射过来的,再加上所 有各个不同的方向反射回来的各种分量的声波的反复 交混组成。如果此室中声源停止发声,由于声波的多 次反射或散射仍可使声音持续一段时间,这个现象叫 “混响”。 这种房间称为混响室,混响时间的长短随频率而变。
通常,我们将影响船舶舱室噪声的噪声源具 体分为螺旋桨噪声、船舶机械噪声和结构噪声。
1.螺旋桨的噪声
螺旋桨是船舶的一个主要噪声源,它可以引起 船体振动而导致噪声,也可以直接产生噪声。
螺旋桨引起的船体振动所产生的噪声,按频率 的观念常常划分为叶频和轴频。
如按噪声的产生原因又可分为涡流噪声和旋转 噪声。
涡流噪声不光是水流对螺旋桨的冲击,还包括 由于桨叶叶梢和螺旋声能是在某 窄频带内的。
旋转噪声是由于螺旋桨周期地击水所引起,它 的频谱是不连续的,它能使船体形成100Hz以内 的低频噪声和振动。
螺旋桨直接产生的噪声有空泡噪声和谐鸣声。
空泡噪声是螺旋桨水下噪声的主要成分。气泡 在爆破时产生的冲击波冲击船体和螺旋桨,此 时会出现像用大铁锤打击船底似的巨响。它的 频率成分实际上不随转速而变,其频率一般在 400Hz~1000Hz之间,而强度可能达到100dB。
船舶管路系统的振动噪声控制文献综述
船舶管路系统的振动噪声控制文献综述:船舶管路系统在运行过程中可能会遭遇多种类型的振动和噪声问题,这些问题来源于不同的物理现象和机制。
据朱韬等(2023)的研究,设备振动传递是其中一个主要原因,如泵等动力设备在运转时产生的周期性振动会直接传递到管路系统,从而引起管路振动。
刘学广等(2024)指出,管内流体压力脉动同样是一个重要的因素,当流体经过阀门、弯头等部件时,由于流道面积突变或流道方向突变,流体状态发生急剧变化,产生空化现象,诱发管内流体的水动力噪声。
冯兆缘等(2023)提及,管内流体涡流共振则是在特定条件下,管内流体流动与管路结构相互作用,产生共振现象,导致管路振动。
此外,船舶管路系统中高频振动主要由动力设备传递的振动和管内流体激励作用引起,如流体流动过程中的湍流和空化现象,这些振动具有中高频特征,可能对船舶上的声纳系统造成干扰,对此,林焰等(2023)提出了基于协同差分进化算法的船舶分支管路布局优化设计方法。
针对这些振动问题,研究者们提出了不同的控制策略和方法。
如朱韬等(2023)的船舶管路安装工艺减振试验研究,刘学广等(2024)的基于镜像修正FxLMS控制算法的船舶管路振动主动控制,以及林焰等(2023)的基于AM软件二次开发的船舶管系一体化设计和基于协同差分进化算法的船舶分支管路布局优化设计。
这些方法旨在改变阀件结构以减小对流体的干扰,控制由此产生的管路振动噪声。
殷志壮(2023)和王军伟(2023)分别在其研究中提出了船舶管路综合布置的要点,指出优化管路系统布置、固定位置优化、使用低噪声设备及阀件、增加消声器、增加管路弹性连接件、敷设阻尼材料等措施,这些方法虽然成本较高,但在降低振动噪声方面具有一定效果。
降低流速也是有效的措施,因为流动状态改变形成的压力差直接与流速有关,流速越大产生的压力差越大。
船舶管路系统的振动噪声控制是一个复杂的问题,需要针对不同的振动原因采取不同的控制策略和方法。
船舶轮机系统的振动与噪声控制策略研究
船舶轮机系统的振动与噪声控制策略研究摘要:船舶轮机系统的振动与噪声问题一直是海上运输领域中备受关注的重要议题。
振动与噪声不仅对乘员健康造成潜在威胁,还会影响机器设备的可靠性和船体结构的完整性。
本论文旨在研究船舶轮机系统中的振动与噪声问题,并提出有效的控制策略,以提高船舶运行的安全性和舒适性。
关键词:船舶轮机;振动;噪声控制;策略0引言船舶轮机系统作为船舶的心脏,负责推动船只前进。
然而,由于其高度机械化的特性,轮机系统通常伴随着较大的振动和噪声问题。
这些问题不仅会影响乘员的工作和生活环境,还可能引发机械故障和结构疲劳,导致严重的安全问题。
因此,研究船舶轮机系统的振动与噪声控制策略变得至关重要。
1船舶轮机系统的振动与噪声控制方法本论文采用了一种综合性方法,旨在深入研究船舶轮机系统的振动与噪声控制策略。
研究方法首先进行了对船舶轮机系统的振动和噪声源进行详尽的分析,以确定问题的根本原因。
随后,针对不同类型的振动和噪声问题,提出了一系列控制策略,包括被动控制和主动控制方法的综合应用。
在被动控制方面,我们特别考虑到船舶轮机系统的特点,采用了多种方法来减少振动和噪声的传播。
这包括隔振器的使用,以隔离振动的传递路径,减少其对周围环境的影响。
同时,采用了吸音和减振材料,以吸收振动能量并减少噪声辐射。
此外,结构优化是被动控制的一部分,通过改进轮机系统的布局和结构设计,来降低振动和噪声的产生。
在主动控制方面,我们采用了一系列先进的技术和系统,包括智能控制系统、主动振动抑制器和声学干扰消除技术。
这些技术能够实时监测船舶轮机系统的振动与噪声,并根据不同的工况和环境条件,自动调整系统来降低振动和噪声水平。
这种主动控制不仅提高了船舶乘员的工作效率,还显著改善了他们的生活质量。
总之,本论文的研究方法通过综合应用被动控制和主动控制策略,以及充分考虑船舶轮机系统的特点,成功降低了振动与噪声问题。
这一综合性的方法可以为船舶运行提供更加安全和舒适的环境,同时也为未来的海上运输领域提供了有价值的经验和指导。
船舶噪声与振动控制考核试卷
A.增加船体材料的密度
B.使用减振材料
C.减少船舶负载
D.优化船体结构设计
3.船舶噪声控制中,隔声措施包括以下哪些?()
A.增加墙壁厚度
B.使用双层隔墙
C.采用隔音棉
D.提高船员嗓门
4.以下哪些因素会影响船舶振动的传播?()
A.船体材料
B.结构布局
C.船舶速度
1.船舶噪声主要来源于______、______和______等。()
2.船舶振动类型包括______振动、______振动和______振动等。()
3.在船舶噪声控制中,______处理和______处理是两种常见的措施。()
4.船舶振动的传播受______、______和______等因素的影响。()
A.振动监测
B.振源识别
C.减振措施实施
D.船员培训
(注:以上为试卷内容,请自行添加答案及评分标准。)
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
1.船舶噪声的主要来源包括以下哪些?()
A.螺旋桨
B.发动机
C.船体结构
D.船上的音乐播放
C.水流速度
D.船体材料
10.在船舶噪声控制中,以下哪种隔声措施效果较差?()
A.增加墙壁厚度
B.使用双层隔墙
C.采用隔音棉
D.减少窗户面积
11.以下哪个因素对船舶振动的影响最小?()
A.船体结构
B.船舶负载
C.水流速度
D.船员数量
12.关于船舶噪声的传播,以下哪种说法是错误的?()
A.噪声会随着距离的增加而减小
C.船上有庆祝活动
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随着全球贸易的发展和船舶运输需求的增加,船舶轮机振动噪声控制成为了船舶设计和运行中不可忽视的重要问题。
船舶轮机的振动噪声不仅会影响船员的健康和工作效率,还会对船舶结构和设备造成损坏。
对船舶轮机振动噪声进行控制和减少,对船舶安全和经济运行具有重要意义。
本文将对船舶轮机振动噪声控制的相关内容进行综述,包括振动噪声的来源和影响、控制方法和技术等方面。
一、船舶轮机振动噪声的来源和影响1.来源船舶轮机振动噪声的来源主要包括船舶主机、辅机、螺旋桨和传动系统等部件。
船舶主机和辅机在运行时会产生不同频率和幅值的振动,而螺旋桨和传动系统的运转也会引发振动噪声。
船舶在航行过程中,受到海浪、风力等外部环境因素的影响,也会导致船舶振动噪声的产生。
2.影响船舶轮机振动噪声对船舶运行和乘员生活均会产生不良影响。
振动噪声会降低船员的工作效率和舒适度,甚至对其健康产生影响,严重时可能导致聋哑等职业病的发生。
振动噪声还会引起船舶结构的疲劳破坏,加速设备的损耗,影响船舶的安全运行。
振动噪声还会对船载设备和货物产生影响,导致货物损坏和运输事故的发生。
二、船舶轮机振动噪声控制技术为了减少船舶轮机振动噪声对船舶运行和生活环境的影响,需要采取有效的控制技术。
目前,主要的控制技术包括主机和辅机的平衡调试、减震隔振、结构振动控制和噪声消除等方面。
1.平衡调试平衡调试是减少机械振动和振动噪声的重要手段,通过对主机和辅机等旋转部件进行平衡调试,可以降低其不平衡振动,并减少振动传递到船体结构上的可能。
在平衡调试中,通常采用动平衡或静平衡等方法,通过改变零配件的质量或位置,使振动力矩和振动力得到平衡,从而降低振动噪声的产生。
2.减震隔振减震隔振是通过安装减震器、隔振支座等装置,减少船舶轮机振动传递到船体结构上的方式。
减震隔振装置可以吸收振动能量,减少振动传递的路径,从而有效减少振动噪声的产生。
减震隔振装置的选择和布置需要充分考虑船舶结构的特点和振动噪声的频率等因素,以达到最佳的减震效果。
船舶振动噪声控制实例分析
提高轴系安装精度要求,降低螺旋桨引起的轴承力。
离心泵在使用过程中难免会有噪声及振动的现象,目
3.3 发电机组减振
前对大测船泵组的减振控制措施,如辅淡水冷却泵、舱底
对于振动噪声有较高要求的船舶,如本船满足 DNV 消防泵、压载水泵、柴油输送泵、直升机甲板消防泵、真
Silent A(Light Survey)+S 指标,发电机组需采取双层隔振型式 空系统收集装置真空泵组,按照单层隔振进行设计,隔振
油、水、气管路均采用金属软管进行连接,能够有效减弱分
上建风机主要是进排气噪声,对所在噪声要求较高的
进行安装(发电机组设备商自带双层隔振),尤其需要关注 效果可以达到 20 dB 以上,能够满足减振降噪的要求。而
低频段的减振效果;柴油发电机组所有对外管子接口,如燃油、 对于主海水冷却泵、辅海水冷却泵、主淡水冷却泵(重量、
滑油、淡水、压缩空气等管路接口处均配置合适的挠性接管。 流量较大)则需要采用效果更高的隔振装置,如双层隔振
(6)为防止声泄漏,在舱壁和消声器之间增设一块挡
的净化处理。基本原理是利用分离盘之间的微小间隙和分油 板,截面尺寸为 700×2 100 ,可拆卸,若要检修滤器或消
机高速旋转的离心力将杂质颗粒和水分等密度较大的成分 声器,可拆除挡板进出。
分离出去。分油机减振措施采用隔振器进行隔振设计,并且 3.11 上建风机声学降噪
的螺旋桨噪声进行计算,该计算基于实际的伴流和螺旋桨几 被甩向叶轮外缘,动能随之增加。当液体进入泵壳后,由于
何尺寸并得出螺旋桨产生的水下辐射噪声水平。在螺旋桨选 蜗壳形泵壳中的流道逐渐扩大,液体流速逐渐降低,一部分
型确定并保证性能的前提下,减小螺旋桨引起的脉动压力, 动能转变为静压能,于是液体以较高的压强沿排出口流出。
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述船舶轮机在运行过程中产生的振动噪声是船舶主要的噪声来源之一,对船舶设备的正常运行和船员的健康都会造成影响。
对船舶轮机振动噪声进行有效控制是船舶工程领域的重要课题。
本文将从振动噪声控制的技术方法、研究现状和未来发展方向等方面进行综述。
一、船舶轮机振动噪声的特点船舶轮机振动噪声主要来源于柴油机、发电机、螺旋桨、涡轮机等主要设备的振动和噪声。
这些设备在运行过程中会产生不同频率和振幅的振动,并将振动传递给船体和周围的水体,形成水声噪声。
船舶轮机振动噪声的特点主要有以下几点:1. 频谱分布广泛:船舶轮机振动噪声的频谱分布极为复杂,包括低频、中频和高频成分。
这些不同频率的振动噪声对船舶设备和船员都会造成不同程度的影响。
2. 振幅较大:船舶轮机振动噪声的振幅通常较大,特别是柴油机和螺旋桨等主要设备的振动噪声更是显著,直接影响船舶航行的稳定性和舒适性。
3. 空间效应显著:船舶轮机振动噪声受到船体结构和水体的影响,其传播特性非常复杂,需要综合考虑空间效应和动态特性。
二、振动噪声控制的技术方法为了有效控制船舶轮机振动噪声,需要采取一系列技术手段和方法。
目前,主要的振动噪声控制技术包括被动控制、主动控制和混合控制等。
1. 被动控制:被动控制技术主要包括隔振、吸声和降噪结构等。
通过在船舶设备的支撑结构上添加减震器、隔振垫、消振材料等,可以有效减小振动噪声的传递和辐射。
通过在船舶壁板和舱室内部加装吸声材料和吸音结构,可以有效降低声波的辐射能量,减小噪声水平。
2. 主动控制:主动控制技术主要包括主动隔振、自适应降噪和无源控制等。
通过在船舶设备支撑结构上添加传感器、执行器和控制系统,实现对振动噪声的实时监测和调控,从而达到减小振动噪声的目的。
这种技术需要对设备的动力学特性和振动特性进行深入研究,并设计相应的控制算法和系统,因此技术难度较大。
3. 混合控制:混合控制技术结合了被动控制和主动控制的优点,同时采用了多种控制手段,以达到更好的振动噪声控制效果。
关于船舶减振降噪的原理与措施
关于船舶减振降噪的原理与措施关于船舶减振降噪的原理与措施段世忠(黑龙江省航道局)摘要:船舶噪音的污染源主要是由于船舶的动力装置及其它辅助装置自身振动及吸排气引起的,并提出了传播的的途径及应采取的措施来减振降噪.关键词:船舶;噪音;控制方法一,船舶噪音源1.空气动力噪音1.1由主机空气流动产生的噪音.如果进气管直径为0.35m,则其平均流速可达64m/8,再考虑到各缸的进气必然存在间断性和不均匀性,于是在进气管中会出现空气动力噪音并向四周传播,形成空气动力噪音场.1.2排气产生的噪音.主要有排气压力脉动噪音,气流通过气阀等处发生的涡流声,边界层气流扰动发生的噪音和排气出口喷流噪音.在多缸柴油机排气噪声的频谱分析中,低频处有一明显的噪声峰值,即低频噪声.这时由于柴油机每一缸气阀开启时,缸内燃气突然高速喷出,气流冲击到排气阀后面的气体上,使其产生压力巨变而形成压力波,从而激发噪声,由于各缸排气阀是在指定的相位上周期性运行,因而这是一种周期性的噪声.另外排气系统中气体的共振是在主机与烟囱之间的排气管中形成的强烈压力脉动,除了引起涡轮鼓风机和排气管系统的振动外,还可以在船舶烟囱附近产生振动.1.3来自增压器气流的噪音.对废气涡轮增压器来讲,空气与压气机叶片之间的相对速度很大,在叶片附近必然会出现大量涡流,在形成强烈而尖厉的空气动力噪音的同时,激励叶片振动而发出噪音.2.柴油机的噪音柴油机主要是由于气动,机械两方面产生的噪声.燃烧过程中气体在气缸中产生声驻波,声压起伏通过换气过程等直接辐射并通过气缸壁以结构声形式传播和辐射.燃烧过程中冲击波激励的机械振动通过活塞,连杆,曲柄轴传到柴油机构架上,并由曲轴箱,壳体等向外辐射声能.低速柴油机(转速低于每分钟200转)的噪声主要是从柴油机的上表面,增压器和换气系统附近向外辐射的,其频率主要随机器的转速和燃烧周期而定,中速柴油机(转速每分钟300~750转)的噪声通常高于低速柴油机.主要噪声级出现在中频段,这是燃烧过程压力增长速率大的缘故.阀门盖,检修门,曲轴箱侧壁等处最响.低频段的扩展与气缸中最大压力有关,而高频段的噪声则是由气缸中压力脉动引起的,这种机器的增压器系统产生高频段噪声,高速柴油机(转速每分钟超过800转)的低频段噪声级较低.这种机器具有高的燃烧压力和急剧燃烧的特点,所以机器的转动部件,摆动部件和阀门机构等发出强噪声,齿轮啮合的噪声频率决定于齿数乘转速.电机槽极的噪声频率决定于轴速乘上定子极数.燃汽轮机的噪声频率决定于轴转速乘上叶片数.泵在工作时,管路中由于压力脉动产生流体动力噪声.柴油机的配气机构之间,气阀和阀座之间,高压油泵的滚轮和柱塞之间,喷油器的针阀和针阀体之间,活塞裙部和缸套之间等都会产生金属撞击和摩擦噪音.各种机械在工作时除直接向周围辐射噪声外,还通过各自的基座将机器的振动传递给船壳,引起船壳的构架和壳板振动.这些结构振动形成结构声,在船体中传播并向周围媒质(空气,水)辐射噪声.3.辅助机械噪音辅助机械包括各种舱室机械如水泵,油泵,风机,锅炉等;甲板机械如货物装卸设备,锚绞设备以及各种挖泥机等工作机构等锅炉噪音主要在燃烧室附近较明显,自然通风时空气卷入火焰及可燃物小团粒随机爆裂;人工通风时通风机是主要的噪音源.液压系统的噪音,可来自液体动力引起的冲击力,脉动,气穴声和机械振动及管道,油箱的共鸣声等.4.螺旋桨噪音主要有旋转噪声和空化噪声(当桨叶表面的水分子压力降低到水的汽化压力以下时,产生汽泡,汽泡上升后破裂).旋转噪声是螺旋桨在不均匀流场中工作引起干扰力(其频率主要决定于桨轴转速乘桨叶数,常称为叶频) 和螺旋桨的机械不平衡引起的干扰力(其频率为桨轴转速,常称为轴频)所产生的噪声.螺旋桨出现空化现象以后,船舶水下噪声主要决定于螺旋桨噪声.出现空化时的航速称为临界航速.空化噪声具有连续谱的特征,空化噪声特性与桨叶片形状,桨叶面积,叶距分布等因素有关.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,产生桨鸣,螺旋桨噪音的强度较主辅机噪声的强度要弱,影响范围也主要限于尾部舱室.5.船体振动的噪音船体振动的噪音是由主辅机及螺旋桨的扰动和各种机械及波浪的冲击引起的振动而产生.辅助机械一般功率较小,噪声的强度相对说来也较低. 但是,如果泵和风机等设备安装在临近驾驶室或客舱附近而不采取防噪措施,也容易造成严重的噪声干扰.6.水动力噪声主要是由于高速海流的不规则起伏作用于船体,激起船体的局部振动并向周围媒质(空气,水)辐射的噪声.此外,还有船下附着的空气泡撞击声呐导流罩,湍流中变化的压力引起壳板振动所辐射的噪声(声呐导流罩内的噪声一部分就是因此产生的)等等.7.金属撞击和摩擦噪声柴油机的配气机构之问,气阀和阀座之间,高压油泵的滚轮和柱塞之间等等,产生的噪声属于高频域,当活塞或气阀间隙偏大时,噪声会达到很高的程度.二,船舶噪音的控制船舶噪声的防护,必须在船舶设计时就应加以考虑,因为在使用后,采取减噪措施就会受到限制,首先是使用噪声小的主机,辅机和螺旋桨,其次是合理进行船舶舱室的布置.(一)机舱噪音控制机舱是船舶动力装置的集中地,主辅机等各种机器设备发出的噪声经久不息.在大型低速柴油机为主机的机舱里,其噪声主要是空气噪声:中速柴油机为主机的机舱,其噪声由强度相当的空气噪声和结构噪声混成;以高速柴油机为主机的机舱里,则主要是结构噪声.因此必须结合实际情况来减噪.1.增加机座的尺寸和刚性从理论上讲当机座的刚度足够大时,可以使机座的振动趋向于零;增加机座的尺寸则可以降低振动的幅度;当然还要服从于实际布置和经济性的需要.2.采用弹性支撑和连接弹性支撑一般是采用隔振器,有橡胶隔振器和金属隔振器等形式.橡胶隔振器是价格便宜,不易塑性变形,但缺点是高温下易老化及弹性变差.金属隔振器是抗水耐油,高温下不变形就是价格较贵.弹性连接一般采用弹性联轴器,允许有一定的轴向和径向位移及一定的角偏差.3.敷设阻尼材料4.要根据机型分析确定噪音来源,测定噪音大小.机舱中平均噪音数值大小可以测量出来,关于测量点的选择要求是:根据机器的尺寸,将测量点置于机器周围2—3个高度点,并且距机器表面大约lm,在机器左右两侧每个高度上的测量点数必须等于气缸数的一半5.二冲程柴油机普遍采用定压增压方式,在气缸废气出口和增压器之间安装一个大大的废气总管,若其安装位置适当(比如靠近声源),则其会具备消音器的作用,尤其是减弱低频的废气噪音.(二)居住舱室噪音控制在一般情况下,对居住舱室产生影响的几乎全部来自机舱的结构传播噪音.因此,隔音措施是解决居住舱室减噪的主要办法,即切断与有噪音源舱室结构体的联系,如采取浮筑结构,在承重楼板与地面之间夹一弹性垫层并把上下两层完全隔开,不使地面层与任何基层结构(包括墙体)有刚性连接._49..一。
船舶振动与噪声控制
船舶振动与噪声控制船舶振动与噪声控制随着现代航运业的发展,船舶的运行速度和负荷越来越高,船舶振动和噪声问题也日益严重。
船舶振动和噪声不仅会对船员的身心健康造成影响,还会影响周围环境和海洋生态环境。
因此,控制船舶振动和噪声已经成为了航运业中十分重要的一个问题。
一、船舶振动问题在船舶运行的过程中,船体和引擎等运动的不稳定性和不规则性会产生船舶振动,其中振动的频率和振幅会影响到船员的安全和舒适感。
虽然船舶振动的幅度较小,但是由于船舶运行的时间较长,所以会对人的健康造成一定程度的影响。
1、振动的分类船舶振动主要分为四类:自由振动、强迫振动、共振振动和非线性振动。
(1)自由振动:指船体在没有外力作用下而自发地振动。
自由振动的能量来源于船体的固有振动,通常是瞬时的和无定规律的。
(2)强迫振动:指船体受到外力干扰而产生的振动,如引擎的工作、推进器的作用和海浪的影响等。
(3)共振振动:指外力与船体的固有振动频率相同或接近而产生的振动。
共振振动在船舶振动中很常见,要避免它的发生需要控制船体的固有振动频率和外力的作用频率。
(4)非线性振动:指由于外力过大或系统过于复杂而引起的振动。
非线性振动对于船舶振动的控制十分具有挑战性,需要更为先进的控制方案。
2、振动的影响(1)对船员的影响:振动会对船员的身体造成一定的损害。
长时间暴露在高频而强烈的振动环境中,会给船员的身体带来一定的损伤,例如颈椎、背部等部位的损伤。
船员在高频振动的环境中工作很容易出现疲劳,从而影响到他们的工作效率和生产能力。
(2)对设备和船体的影响:振动会导致机械装置的故障和损坏,并拉长了机械的维修周期。
振动还会使得船体上的设备因摩擦力而磨损,导致船舶的寿命缩短。
(3)对环境的影响:船舶在高速航行和引擎工作时,会产生噪声和振动,会影响到海洋生态环境,尤其是海洋生物的生长、繁殖和迁徙。
3、振动的控制(1)降低引擎噪声:采用减振器、隔离器等装置、优化引擎的结构和绝缘层,可有效地降低引擎噪声。
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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。
其次进行结构振动及声场整体分析,即研究人员可以先整理分析局部分析结构,之后便可从整个船舶角度出发,进行整船的声场计算。
同时,在对船舶噪声与振动进行控制分析时,需要加强电子技术使用,并通过对噪声与振动控制电子元件的合理设置,获取相应的信息,进而在计算机三维空间中进行有效分析,为船舶噪声与振动问题的科学控制提供参考信息,优化船舶应用过程中的安全性能。
除此之外,为了实现对船舶低频声能的有效吸收,则需要考虑共振吸声结构的合理设置,进而为船舶性能的不断优化提供支持,增强其噪声与振动控制效果。
2.2船舶海上试验
对于船舶作以海上航行试验,可以具体分析得出船舶噪声及振动运动情况,以便找出可进行噪声振动控制设计的主要方向。
试验期间主要完成两个方面的测试工作,包括船舶局部振动试验、船舱内部室内空气噪声试验,试验期间需要严格依照“DNVRulesforclassificationofships”标准、IMOResolutionA.468XⅡ标准(评价空气噪声)、IS06954标准(评价船体局部振动)进行各个环节的试验;还需要准备精密声级计、动态数据分析仪进行数据分析,辅助试验完成。
试验期间主要分为Transit、DP两种工况,便可得出局部振动数据、船舱内空气噪声参数。
研究期间选择广州市的某一港口停靠船舶为研究对象,将其驶向海上后可开始试验,该艘船长度为150米,型深与型宽分别为13米、25米,结构组成中的螺旋桨、主机、辅机为发出噪声与振动的振动源(噪声源),每个装置的数量分别为2台,试验过程中船舶的吃水深度分别为5.4米(船尾)、5.1米(船首),试验地点选择在甲板上的三个房间、控制室、餐厅。
试验使用的模型为SEA模型,该模型属于当前模拟船舶噪声及振动问题的常用模型,应用时可以借助于边界元分析、有限元方法及统计能量分析三种方法共同进行船舶问题的试验模拟,重点分析输入功率、模态密度及内损耗因子等内容。
同时需要依据试验模型分析船舶载荷,由于模型提供的载荷方法较多,结合本文研究船舶的具体情况,选择定义功率、定义约束法进行分析,借助于以上方法可以对船舶施加载荷,进而通过激励频率的增加,可预测出船舶噪声振动发生情况。
得出试验结果后,分析船体局部振动试验结果可以了解到在不同工况下,在轻微振动区域内进行各个测点的数据测试工作,得出的局部振动参数结果较好,而船舱室内空气噪声,在处于Transit工况下,测得数据相差不大,可显示当前舱内空气噪声的实际数据,分析这些数据表示在该工况下舱内空气噪声较小,在另一个工况下,发现在工况右向状态下,对比不同测试点发出的声音分贝,可知存在部分位置的噪声超过60分贝的情况,主要集中在船舶甲板的房间、餐厅位置,分析这些地方分贝过高的主要原因,可知是由于船舶航行期间,海水流速因素、甲板结构设计因素等所致,因此控制船舶噪声振动期间,可以从水流情况、甲板设计方向作以有效设计,确保后续设计的船舶可以规避相关影响因素的干扰,降低航行期间发出的噪声大小与振动幅度,以此给船舶上的船员构建一个良好的工作环境。
具体设计时可结合目前一些常用的船舶隔噪声、隔振设计方法,在船体结构之上进行地板弹性、壁板三者的连接设计,从而可让船体在工作时对于振动、噪声情况进行合理降低控制,避免振动噪声过大情况出现;还可对导致噪声出现的船舶舱内缝隙与孔洞、隔声材料吸声量差、隔声构件阻尼及质量不达标、隔声构件密封性能不良等影响因素予以综合考量,从而选择质量性能优良的隔声构件进行船体室内装修,便可保证船舶行驶过程中出现的噪声振动较小,除了常规应用的隔声构件外,还可采用减振效果较好的阻尼合金材料制成的腹板材料、附加阻尼材料进行船舶减振设计。
本文研究数据受到一些因素影响(参数测量期间仪器位置移动、材料参数选择不当、模型过于简化、载荷施加误差、未对可能造成船舶噪声与振动的舾装部件进行试验分析等),导致数据存在一定的误差,需要研究人员在后续的海上试验研究中合理规避相关因素,从而保证船舶噪声与振动问题被有效的控制。
3结束语
船舶噪声和振动对于船体结构质量、船员身体健康有着严重的不良影响,由于该问题的发生与船舶结构设计有紧密联系,所以要求设计人员对于船舶发出噪声、振动的具体情况有详细了解,继而可以在后续的船舶设计工作中从噪声与振动发生的原因入手,有效做好船舶结构设计工作,确保优化设计建造而成的船舶能够为我国船舶事业、海洋事业的长远稳健发展提供更多帮助。
参考文献
[1]李克用.船舶的振动与噪音的理论分析[J].黑龙江科技信息,2011(28):59.。