船舶總振動建模方法研究.pdf

1、船體在主機、螺旋槳及波浪等激勵作用下有時會發(fā)生共振，產(chǎn)生有害振動。為避免船體共振，首先要計算船舶總體振動固有頻率及振型，以作為選擇主機類型和螺旋槳參數(shù)的依據(jù)。 目前，船舶總體自由振動計算常用的方法有三種：一是運用經(jīng)驗公式計算總振動固有頻率；二是把船舶總體結(jié)構(gòu)視為兩端自由漂浮在水上的變剖面梁，按遷移矩陣法或有限元方法將其離散為若干段(一般為20段)，計算其固有頻率及振型；三是把船體視為由板梁組合而成的空間結(jié)構(gòu)，按三維有限元法對全船

2、進行有限元離散，計算固有頻率及振型。 經(jīng)驗公式法一般用于設(shè)計初級的估算，該方法簡單方便，但計算精度不高。一維梁模型法的計算模型簡單，計算量小，計算出的低階固有頻率是準(zhǔn)確的，但計算高階固有頻率時誤差較大，并且隨著階數(shù)的增高，其誤差越來越大；三維有限元模型法能夠較合理的反應(yīng)船體的空間結(jié)構(gòu)，計算的固有頻率精度較高，但計算模型復(fù)雜，計算工作量大，并且在后處理階段振型判斷困難。 綜合以上分析，需要對船體總振動的建模方法進行研究，以

3、便運用合理簡便計算模型來計算船舶總振動固有特性。本文基于船舶總體結(jié)構(gòu)構(gòu)造了一個薄壁箱型梁模型，運用不同建模方法計算其總振動固有特性，并對計算結(jié)果進行比較分析，得出了有益的結(jié)論，該結(jié)論可應(yīng)用于船體總振動計算。 采用一維梁模型計算船體總振動時，高階固有頻率不夠準(zhǔn)確，其原因主要是由于未考慮剪切滯后影響所引起的，因此需要對剪切滯后效應(yīng)進行研究。本文通過構(gòu)造的薄壁箱型梁模型，分別運用一維和三維空間Timoshenko梁模型計算其固有頻率，