39 000 dwt 散货船总振动分析

NA、 LAR c H I T E c T UR E A ND OC E A N E NG I NE E R I NG船舶与海洋工程 2 0 1 3年第 4期 (总第 9 6期)

3 9 0 0 0 d wt散货船总振动分析雷坤(上海佳豪船舶工程设计股份有限公司，上海 2 0 1 6 1 2 )摘要：利用 N A P A软件强大的编程能力，应用迁移矩阵法开发了用于分析船体总振动固有频率和振型的工具箱。 由此自动获取计算总振动所需的几何和工况数据，从而推出了将船体三维建模、装载工况与总振动分析结合起来协同设计新方法，并将此方法成功应用于一艘散货船的总振动分析。 关键词：散货船；总振动；N AP A软件；迁移矩阵法

中图分类号：U6 6 1 . 4 4

文献标识码：A

文章编号：2 0 9 5 . 4 0 6 9( 2 0 1 3 ) 0 4 . 0 0 1 9 . 0 4

Ab s t r a c t: A t o o l b o x t o a n a l y z e t h e n a t u r a l f r e q u e n c y a n d mo d e o f h u l l g l o b a l v i b r a t i o n i s d e v e l o p e d b a s e d o n t r a n s f e r ma t r i x me ho t d, t a k i n g a d v a n t a g e o f t h e p o we r ul f p r o g r a mm i n g c a p a c i t y i n NAP A s o f t wa r e . T h e g e o me t r y nd a l o a d i n g c o n d i t i o n d a t a n e c e s s a r y f o r g l o b a l v i b r a t i o n c a l c u l a t i o n c a n t h u s b e o b t a i n e d a u t o ma t i c a l l y,a c h i e v i n g a n e w

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0 引言在船舶设计阶段，对船舶振动性能的预报以及对船体结构和设备的减振处理是一项重要工作。 引起船舶振动的激振源主要是主机的二阶不平衡力矩和螺旋桨引起的激振力。如果这些激振源的振动

频率与船舶结构的自振频率接近，将产生共振现象，对船舶结构强度、正常运营和人员的舒适性带来严重的影响。因此，在设计阶段必须计算船舶总振动的固有频率和振型，选择合适的主机型号和螺旋桨叶数，避免共振，降低振动响应。

目前预测船体总振动主要分近似公式估算法和详细计算法。估算法主要有型船比较法、希列克公式、 托德公式、日本造船设计便览推荐法和中国船舶行业标准法；详细计算主要有能量法、迁移矩阵法和有限元法。迁移矩阵法和有限元法是当前普遍采用的计算方法，相比有限元复杂的建模和大量的计算量，迁移矩阵法是一种相对有效而快速的船舶总振动预报方法。NA P A性能计算软件的发展和完善，使得设计人员在编制装载工况的同时就可以分析工况对应的总振动情况。利用 NAP A软件的强大编程能力将船体三维建

模、装载工况与总振动分析结合起来协同设计和分析。

1迁移矩阵法船体总振动的振动形式主要包括横向弯曲振动、纵向振动和扭转振动等，通常船舶的横向弯曲振动是船体主要的振动形式，因此主要研究船体的横向弯曲振动，由于船体可以在垂向和平行于水平面的两个平面内产生弯曲振动，因此一般又把横向弯曲振动分为垂向和水平弯曲振动。

迁移矩阵法是一种数值解法，应用于船舶的迁移矩阵法以铁木辛柯梁理论为基础，将船体看成一根中空的细长变截面梁，通常将船体梁等分为 2 0份，每段假设等截面且质量均布，并建立微分方程 J: g] 0 4 w ( xt )'.

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作者简介：雷

坤，工程师，1 9 8 3年生，工学硕士。2 0 1 0年毕业于大连理工大学船舶与海洋结构物设计制造专业，现主要

从事船舶总体性能计算工作。收稿日期：2 0 1 3 - 0 3— 1 1

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