型钢加筋构件对于船体中板自由振动的影响【文献综述】

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1、毕业设计文献综述船舶与海洋工程型钢加筋构件对于船体中板自由振动的影响1.本文的研究背景及意义船舶结构中的各种振动会引起结构构件的交变应力,加速结构的疲劳损伤，并引起乘员不适。为此,长期以来船舶振动问题一直是船舶结构工程人员研究的热点。早在19世纪后期,船体振动问题就开始引起人们的注意。近年来,随着航运业的发展,主机功率和转速提高,船舶吨位加大,以及肥大型船舶的出现,致使船体振动问题日益突出。随着造船工业的迅速发展，计算机和有限元软件的日趋成熟，人们对船舶质量，使用性能寄船员生活环境提出了越来越高的要求。现今随着大型有限元软

2、件的日趋成熟和对船体振动要求越来越高，整船或局部的三维有限模型已经被广泛地应用于船舶振动计算。但是考虑到实际建模的复杂性人们常常将船体总振动和局部振动分开考虑，因此在船舶振动计算中，主要有如下四类模型：整船有限元模型（粗网格），尾部有限元网格（细网格），上层建筑有限元模型（细网格）和整船加上层建筑有限元模型（粗网格）。而有限元法是一种基于变分原理的把连续体离散化的数值解法，具有适应性强，效能较高等优点。有限元的实质是把求解区域分成为有限个单元，这些单元只在求解区域的节点处和单元的边界上互相连接，这样求解区域被离散了，并且表

3、示为有限个单元的组合体。有关有限元的理论可以参见有关教材。船舶行业中主流的有限元软件是NASTRAN，它具有开放式的、全模块化的组织结构使其不但拥有很强的分析功能而又保证很好的灵活性，使用者可针对自己的工程问题和系统需求通过模块选择、组合获得最佳的应用系统。针对工程实际应用，NASTRAN中有近70余种单元独特的单元库。所有这些单元可满足NASTRAN各种分析功能的需要，且保证求解的高精度和高可靠性。模型建好后，NASTRAN即可进行分析，如动力分析、非线性分析、灵敏度分析、热分析等。此外，NASTRAN的新版本中还增加了

4、更为完善的梁单元库，同时新的基于P单元技术的界面单元的引入可有效地处理网格划分的不连续性(如实体单元与板壳单元的连接)，并自动地进行MPC约束。2.船体振动的原因分析船体作为自由漂浮在水上的空心弹性梁，在营运过程中必然会受到各种激励的作用，激起船体总振动和局部振动。引起船体振动的主要振源是螺旋桨和主机，他们在运转时将引起周期性干扰力是船体发生外胎强迫振动。而波浪的冲击，抛锚等引起的干扰力则是非周期性干扰力，因为这些力对船舶的作用时间短，只引起船体的衰减振动。船体产生振动过大的主要原因可以归结为下述三个方面：1.设计时考虑不

5、周，如船舶主尺度与主机的选择，螺旋桨与船体附属体间隙以及与尾部线型的配合，船体结构吃孙，布置和结构的连续性等。2.建造质量的问题，如螺旋桨的制造质量差，轴线对中不良，结构连续性被破坏，焊接残余应力与初挠度等。3.营运管理问题，如船体的转载不当，轴系变形，主机个缸燃烧不均，机件磨损，松动，螺旋桨受损等。以及局部振动与船体总振动的耦合也会产生振动。（1）船底板格与船体分段及全船相比，质量微小，振动频率高，故板格振动可以从船体分段及全船的总振动中分离出来，单独计算。而艉分段作为立体结构，质量较大，且与船体前部耦合，故艉部的振动不

6、能与船体梁总振动分离，应视为总振动中的一部分。（2）机舱船底板架质量较大，且与货舱区双层底骨架相互交错，连接刚度大耦合紧，其振动不能与船体总振动相分离。[20]3.船舶振动的分析文献【1】主要提出来内河船舶振动的主要振源，振动的所带来的严重后果以及相应的一些减振避振的措施。文献【2】本文中介绍利用matlab软件编写的程序对矩形薄板在四边固支情况下进行有限元分析，求得矩形薄板在四边固支是自由振动的固有频率，并阐述了编程的基本思路。文献【3】本文主要概述了整船结构振动计算中力学模型的建立，模型的结构参数，计算方法等3个问题的

7、研究状况，并对齐方法进行评述。文献【4】本文讲述了建立上层建筑振动模型的几个关键性问题以及计算模型实例。文献【5】本文介绍了在船舶结构有限元建模时，设计人员通常采用板梁结合的形式的方法。文献【6】本文介绍了采用三维模型的有限元计算方法得出某船体垂向总振动的各阶固有频率和振型。文献【7】本文介绍了采用比水面船舶常规桨舵配置多一只舵或少一二只舵,通过合理布置桨舵相对位置,以降低船舶的振动和噪声、提高船舶推进效率、提高船舵控制航向的性能。此方法特别对水面船舶设计有实用价值。文献【8】应用LQG算法对简化舱段船壳的振动控制表明,增

8、大结构的阻尼,使结构的振动降低,有效地控制结构振动。文献【9】本文评述了我国近年来在船舶振动，冲击与噪声领域的研究进展。其中包括：（1）振动计算方法及振动预报，(2)高速船振动特性及计算，（3）船舶水弹性力学，（4）结构中的振动波及能量流，（5）船舶振动控制，（6）爆炸、冲击、碰撞及其响应，等等。文献【