第7章——船舶振动评价、防振与减振

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1、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2一、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4一、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4~6Hz，头、颈、肩固有频率203020~30Hz，人体系统固有频率6~9Hz，其中许多频率是船上常见的激励频率。2）环境振动通过接触

2、表面使人感受到振动。大于16~20Hz，人同时感觉到噪声；大于100Hz，主要是噪声。3）676~7Hz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。5一、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，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20N/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、

3、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，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。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。2）由于设计不当发生上层建筑振动，驾驶室的仪表发生过度振动对营运很不利。4.对舰艇的危害•振动及其伴随的噪声，对于军用舰艇的隐蔽性危害极大。8“安静性”舰艇将作为设计与建造的目标与要求。二、

4、船舶振动的标准为了评价与控制船舶的振动程度，需要有一种使设计、建造、检验和使用部门都能使用的一个比较统一的标准，对船舶振动响应的水平进行评定。1.振动评价标准发展：1）最早的船舶振动标准是1930年由泰勒提出的。2）各国研究机构与船级社均相继提出不少标准。3）目前，国际上比较公认和倾向于一致化的船舶振动评价标准：国际标准化组织（ISO）文件ISO6954，即《机械振动和冲击商船振动的综合评价基准》4）ISO的另一文件ISO2631《人体暴露于整体振动环境下的评价基准》（实用性较低）9二、船舶振动的标准1.振动评价标准发展：5）我国70年代以来制定了：CB*/Z310

5、—79《海船船体振动衡准》CB*/Z314—80《内河船船体振动衡准》GB7452—87《船体振动评价基准》2000《船上振动控制指南》注：a.船标、国标或国家军用标准都具有法定的要求。b.对设计或建造的舰船，必须满足上述标准。10二、船舶振动的标准2.振动标准（ISO6954）的表达形式与特征参数1）特征参数：位移、速度与加速度，均以单幅峰值表达。2）在1~100Hz范围内，将特征参数与结构振动频率的对应关系界定。11二、船舶振动的标准12二、船舶振动的标准3.船舶振动特性评价的总趋势：向ISO的规定靠拢，或直接采用。（因国际订单，船体评判以ISO6954为主）4

6、.突出防止共振设计应当了解，对某些船舶的防振设计，有时并不用结构响应指标，而仅仅针对船体振动的模态（主要是固有频率）进行预报和设计。对不同的船舶，也往往有若干规定和要求，主要是将船体固有频率和激振频率错开若干距离，以避免共振，即防止共振设计。13三、船舶振动的测试1.测试目的船体振动的测试2.测试设备和仪器3.具体的测试方法船舶在航行过程中由于受到各种因素的影响，它总是存在着振动。要评价其振动的大小，除了通过主观观察和感受外，更主要的是要借助仪器来进行测量和分析，以确定振动对人员舒适性及船体结构强度的影响。船体振动测试实例在主机运转转速的范围内,测试船体总振动。检查

7、舰船在主机运行的转速内是否会出现共振峰值。船体振动测试实例2.测试位置(8个点)•主甲板和艉封板交界处(中线面)的垂直和水平振动；•右主机机座的垂直振动；•发电机(主机舱)机座的垂直振动；•上层建筑后舱壁和主甲板交界处(中线面)的垂直与水平振动•上层建筑前舱壁和主甲板交界处(中线面)的垂直、水平与纵向振动；•艇艏部(Fr.-4)的垂直和水平振动；•炮座(主甲板Fr.20中线面)的垂直和水平振动；•蓄电池室（驾驶甲板Fr.43中线面）的垂直和水平振动。船体振动测试实例3.测试使用的仪器系统配置船体振动测试实例4.船体振动测试过程分别将加速度传感器置于主甲板和艉封板