船舶减振降噪措施简析

我们 知 道 ， 用 于螺 旋 桨 的不 均 匀 进 流是 导 致 作
振 动 和激起 螺旋 桨 噪 声 的 主要 原 因 ， 因此 改 善 船尾 伴 流分 布 ， 提高 尾流 场 的均匀性 ， 以起 到 明显 的减 可
２
江 苏 船 舶
第２ ７卷
振 降 噪效果 。具体 措施 有 ： （ ） 良船 体 尾 部 的 线 型 。采 用 双 尾 线 型 、 １改 球 尾 、 秀的船模 系 列 以及 船尾 加设 尾鳍等 ， 优 都能很 好 地 改善 尾部伴 流 。如果 能通 过船模 试验 对尾部 线型
第２ ７卷 第 ３期 ２１ ０ ０年 ０ ６月
江 苏船 舶
Ｊ ＡＮＧ Ｕ Ｓ Ｐ Ｉ Ｓ ＨＩ
Ｖ０ ． Ｎｏ． １２７ ３
Ｊｎ ．００ ｕｅ２ １
船 舶 减 振 降噪 措 施 简析
张 平 ， 全虎 于
（ 江苏省船舶设计研究所有 限公 司， 江苏 镇江 ２ ２０ ） １０ ３
到空气 中就 导致 结构 噪声 的产 生 。由于船 舶 主要结
构 材料 是钢 ， 的 内部 阻尼 很小 ， 以结构 噪声 传播 钢 所
时 能量 损失非 常小 。
相应产生较小的推力和切 向力 ， 结果使传递到轴承 上的力 产生周 期 性 的变 化 。 同时 螺 旋桨 在 旋 转 时 ， 每片桨叶均被压力场所包 围， 在旋转过程中， 这些 回
转压 力场 就会 在船 底后 部桨 叶上方 部位 产生 压 力冲 量 （ 为表 面力 ）使 得尾 部船 板 上 承 受 的压 力 产 生 称 ， 周期 性 的变化 。特别 是 当螺旋 桨产 生较 大范 围的空
泡时 ， 这种 压力 变化会 有更 大 的幅值 。
２ 减 振 降 噪 措 施 的 采 用
机械 振动 ； 燃烧 过程 中 ， 压 的变化 会通 过燃 气 和扫 气
噪声 的振 源是造 成 船 舶 结构 疲 劳 破 环 的 根源 之 一 ，
对 船舶 的使 用寿命 和 安全性 造成 影 响 。船 舶 噪声 由
其 自身设备工作时以及外界风浪等拍击船体发出的 不 同频 率和 不 同强度 的声 音 无规 律地 组 合 而 成 ， 它 包 括存 在于 舱室部 位 的空 气 噪声 ， 在 于船 体 结 构 存 中的结构 噪 声 （ 即振 动 ） 以及 存 在 于 船体 周 围 水 介
２ １ 针对 螺旋 桨 的减振 措施 ．
由螺 旋 桨旋 转 引起 的轴 承 激振 力 ， 激 振 频率 其
收稿 日期 ：０ ０— ４—１ ２１ ０ ０ 作者简介 ： 张平（ ９ ６一）男 ， １６ ， 高级 工程 师 ， 主要从事船 舶设计工作 ； 于全虎 （９ ４一） 男 ， １７ ， 高级工程 师， 主要从事船舶设计工作。
质 中 的水 噪声 。如 何 采 用 减振 降 噪措 施 ， 低 由振 降 动源 引起 的船舶 结 构 振 动 、 降低 由 噪声 源 引 起 的 空
气 噪声和 结构 噪声 ， 就显得 特别 有 意义 。
气空气传播 ， 在汽缸壁上产生结构振动 ； 主机 内振动 会通过主机座传递到与之相连 的船体结构上 ， 引起
时， 叶型在 较大 的来 流攻 角 下 产 生较 大 的推 力 和 切 向力 ， 随着 桨 的旋 转 ， 当桨 叶处 在 较 小 的伴 流 中 时 ，
振动 与 噪声是 共 生 的 。当结 构 产 生 振 动 以后 ，
这种往复运动传递到周边的空气场 中导致了空气噪 声； 当振动 在结 构 中传播 至诸 如舱壁 、 格处 再传 递 板
摘
要： 船舶减振 降噪措施 的采用是船舶设计 中的重要 环节 ， 是一个 系统工程 。其 措施 主要包括 螺旋桨 的减震
降噪 、 电设备的减振降噪 以及避免共振 。各种减振降噪措施 的采用不仅 要强 调效 果 ， 机 同时必须考 虑到经 济性 ，
所以减振 降噪只要 达到合理适度 、 满足使用要求 的效果就可 以。
船体振动会带来 以下几个方面的不利影响 ： ① 不利于人体健康和工作效率 ； 不利于船体寿命 和 ② 结构安全 ； ③不利于机电设备正常工作。船舶噪声 也会给人带来烦躁情绪 ， 影响工作效率 ， 严重时也会
危及 人 体健康 ， 以必 须采 用 各 种 有 效 措施 来 减 振 所 降噪。
进行 优 化 ， 将会 取 得 更 好 的效 果 。整 流 尾 鳍 的设 置
如 图 １所示 。
数 的增 加而减 少 ， 并且 能使 该 压 力值 保 持 在一 个 较
低 的量 级上 ； 同样 的 ， 着 桨 叶数 的增 加 ， 随 也会 降 低
Baidu Nhomakorabea
螺 旋桨作 用在 轴 承上 的负荷 ， 如果 桨叶数 为偶数 时 ，
船体结 构 的振动 。
船 体结 构振 动 同样 也会 由机舱辅 机或 其他 设备 如 往复 式压 缩机 、 风机 引起 。 通
在某 种状 态 下 ， 由波 浪运 动 传 递 到船 体 外板 上
的周 期性 的波 浪力 也会 引发 船体 结构 产生 振动 。
１ 激 振 力分 析
船体结构产生振动的首要原因是螺旋桨和船舶 主机 的干扰力 作 用 。对 于螺旋 桨 而 言 ， 于螺 旋 桨 由 所 处流场 的伴 流不 均 匀 ， 当桨 叶 处 在伴 流峰 值 位 置
关键词 ： 动噪声 ； 振 阻尼 ； 动 控 制 振 中 图 分 类 号 ：６ １４ Ｕ ６ ．４ 文 献标 识 码 ： Ａ
０ 引言
船舶 噪声 不仅影 响到船员 自身 工作 生活 和身 体
健康 ， 而且 对水 域 沿岸 居 民 的生 活 造 成影 响 。产 生
为 螺旋 桨转 速 ×１ 。 由螺旋 桨 表 面 力产 生 的激振 力 ， 激 振频 率 为 其 螺 旋桨转 速 ×叶数 （ 为 叶频 ） 称 。 对 于船 舶 主 机 而 言 ， 活塞 在燃 烧 混 合 气体 的推 动下 ， 过活 塞杆 、 通 连杆 、 曲轴 、 承传 递运 动会激 起 轴