基于直接計算法的大型集裝箱船振動設(shè)計研究.pdf

1、船舶是一種漂浮在水上的復(fù)雜的彈性結(jié)構(gòu)，在其營運(yùn)過程中受到多種外界激振力的作用產(chǎn)生整體和局部的振動。當(dāng)船體固有頻率與外界激振力頻率接近時，容易發(fā)生共振，從而使船體產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動，破壞船體結(jié)構(gòu)；即便不發(fā)生共振，較大的振動響應(yīng)，也會影響船員的工作和身體健康以及干擾儀表設(shè)備的正常工作。
　　隨著集裝箱船不斷向大型化發(fā)展，大功率低速柴油機(jī)以及大型螺旋槳的應(yīng)用使得激振力頻率接近船體固有頻率，極易發(fā)生共振現(xiàn)象。因而在設(shè)計階段，準(zhǔn)確地預(yù)報大型集裝

2、箱船的總振動以及振動響應(yīng)是十分必要的。
　　本文以9200TEU大型集裝箱船為例，對大型集裝箱船進(jìn)行了自由振動分析和受迫振動分析。主要研究內(nèi)容為：
　　首先，建立全船三維有限元模型和一維船體梁模型，應(yīng)用有限元法對該船進(jìn)行了自由振動分析?？紤]到大型集裝箱船大開口的特性，本文通過構(gòu)造變截面槽型梁，討論了截面形狀對一維梁固有頻率的影響，提出了考慮截面形狀影響的一維船體梁固有頻率計算方法，計算結(jié)果表明，本文方法可行性好，具有較高的計

3、算精度，在工程實踐中具有實用價值。
　　然后，通過討論不同裝載工況、模型范圍、附連水質(zhì)量模擬方法以及網(wǎng)格尺寸對上層建筑自由振動固有頻率的影響，對該船上層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了自由振動分析。通過計算，提出了一種上層建筑簡化模型，以及相應(yīng)的修正系數(shù)。本文方法兼顧了計算精度和計算效率，在工程應(yīng)用中具有一定的實際意義。
　　最后，對該船進(jìn)行了全船受迫振動分析，討論了主要激振力的成分（螺旋槳激振力和主機(jī)激振力）以及相應(yīng)的求解方法與施加方式，確