综合救援船艉部结构振动分析

摘要

综合救援船是一种新型的辅助船，主要从事海上救生任务。由于其艉部布置有较多的重型救援设备，且结构形式特殊，艉部振动问题需要特别关注。本文以一艘综合救援船为研究对象，通过建立混合模型，使用有限元计算方法，对其艉部结构进行了振动分析，并参照国军标的要求，对艉部振动响应进行了评估，以保障船舶的安全运行和船员及设备的正常工作。本文的主要研究内容及结论如下：
　　（1）建立了三维混合有限元模型，模拟满载工况下船舶的质量、刚度分布，计算船舶振动的附连水质量和浮力弹簧的刚度。利用混合模型，计算救援船的总振动频率，并参照国军标衡准对总振动的频率储备进行校核，结果表明该船总振动固有频率与螺旋桨的激励频率能够错开，频率储备满足要求；
　　（2）利用混合模型，计算分析救援船艉部区域甲板、底部板架和舵桨装置舱室的振动固有频率及振型，并对螺旋桨脉动压力直接作用区域的固有频率储备进行了校核。除舵桨装置舱前端横舱壁、内侧纵舱壁外，其余结构均满足频率贮备要求；
　　（3）从单自由度系统的振动响应出发，总结出了双频激励下结构频率响应的简化算法。针对一质点弹簧系统，采用简化算法计算双频激励下的稳态响应，将其与时域分析的数值计算结果进行对比，结果表明采用简化算法得到的计算结果偏于保守，且误差较小；
　　（4）基于双频激励下的响应计算简化算法，计算分析了救援船艉部的振动响应，得到了计算点的速度响应、加速度响应随螺旋桨转速的变化曲线。并参照《GJB1045.1-90，舰艇船体振动评价基准》对振动响应进行评估，经校核，该船的艉部振动响应符合GJB的评估要求。
　　本文的振动分析方法和流程对于该类船舶的结构设计和优化具有一定的参考价值。

目录

声明

答辩决议书

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究目的及意义

1.3 国内外研究现状

1.4研究内容与方法

第二章 振动分析的基本原理

2.1 多自由度系统的自由振动

2.2多自由度系统的强迫振动

2.3本章小结

第三章 艉部振动模态分析

3.1混合有限元模型

3.2载荷及边界

3.3总振动固有频率计算

3.3艉部结构固有频率计算

3.4本章小结

第四章 双频激励下的响应计算

4.1单自由度系统的强迫振动

4.2双频激励下单自由度系统的响应

4.3双频激励下的响应幅值计算

4.4 相位差对响应幅值的影响

4.5本章小结

第五章 艉部振动响应计算

5.1主要激励

5.2模态阻尼

5.3艉部振动响应预报

5.4响应评估衡准

5.5艉部振动响应评估

5.6本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文