1、毕业论文 - 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 船舶艉部结构的减振计算与分析 学 院： 学生姓名： 专 业： 船舶与海洋工程 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 毕业论文 - 目 录 摘 要 . - 1 - 关键词 . - 1 - 第一章 绪论 . - 3 - 1.1 研究动态 . - 3 - 1.2 本课题的意义 . - 6 - 第二章 船舶振动分析 . - 7 - 2.1 振动的原理 . - 7 - 2.2 振动产生的原因 . - 8 - 2.3 振动产生的危害 . - 9 - 2.4 船舶的减振措施 . - 10 - 第三章 船舶主要参数 .- 13 - 3.1 主要尺度 . -
2、14 - 3.2 内部结构图 . - 14 - 3.3 船舶艉部舱壁 . - 15 - 3.4 参数和结构，及其位置 . - 16 - 3.5 船体结构 . - 16 - 第四章 建模过程 .- 18 - 4.1 建立外板模型 . - 18 - 4.2 建立梁结构模型 . - 22 - 4.3 船艉整体模型 . - 25 - 第五章 分析船艉部的振动情况 .- 29 - 5.1 对模型施加变载荷 . - 29 - 5.2 计算模态和点的振动情况 . - 33 - 第六章 结论 .- 38 - 参考文献 .- 39 - 致 谢 . - 41 - 毕业论文 - 船舶艉部结构的减振计算与分析 摘 要
3、 本文重点采用 patran软件对一散货船进行软件模拟振动，详细叙述了船结构振动计算分析中的力学模型的建立、模型的结构参数、计算模态计算结果。通过建立散货船的结构模型和具体分析，得出船舶尾部的振动情况。比较和分析其振动， 结合对振动的原因分析和计算 ,可对船舶艉部振动提出合理的改进改方案，从而减小船舶艉部的振动 . 关键词 散货船；艉部振动；有限元法； MSC-Patran ； Stern vibrations ； Finite element method ；MSC-Patran 水平振动：船体在水平面上 所产生的水平弯曲振动 ; 扭转振动：船体横剖面绕其纵轴扭转的振动 ; 纵向振动：船体横
4、剖面沿其纵轴前后往复的振动。 对我们研究是实船来说，最主要的研究对象是垂向振动，其次是水平振动，对于大开口的船与 B/D（ B为船宽， D为型深）大的内河船和双螺旋浆船，扭转振动由时较大，至于纵向振动由于等效刚度较大，所以幅度极微。 毕业论文 - 2.2 振动产生的原因 2.2.1 螺旋桨产生的激振 螺旋桨以下列不同的途径激起船体结构的振动。 2.2.1.1 因激振的螺旋桨施加的通过轴系传递给船体结构的力和力矩； 2.2.1.2 由船体结 构尾部全部浸没在水中分布的压力脉动； 2.2.1.3 由出现在舵和轴支架上的激励力； 2.2.1.4 由螺旋桨和轴系之间的水弹性耦合。 2.2.2 主机产生
5、的激振 主机在工作期间，一般都会产生一次激励，如情况特殊还会产生二次激励。一次激励产生的主要原因是： 2.2.2.1 活塞、连杆和曲柄构成系统的惯性力，从而产生自由力和自由力矩，如主机机架是理想刚性的，则给出的自由力和自由力矩的值就是主机施加给船体钢结构的力。 2.2.2.2 由于主机的底座板、构架或多或少具有柔性，惯性力从一个轴承传递给另一个轴承引起的 内力矩，所以这些内力矩的效应将会引起钢结构的激振。 2.2.2.3 在十字头导板槽上和汽缸上，由于燃烧和惯性的合成影响而产生随活塞位置变化的横向力，在其作用下涉及机座上主机的安装点引起横向弯矩，这横向弯矩是在机器骨架的横向振动的起源，所以激起
6、船体钢架基座和双层底振动。同时，由于燃烧引起的垂向力火通过支柱或通过主机构架钢结构接受，他们仅作为内力，不会作用到机器外部。当主机是共振的起源时：机座钢结构、双层底、曲轴、推力轴承上会出现二次激励并反过来作用在船舶钢结构上。 2.2.3 波浪引起的振动激励 船舶在 静水中航行的情况毕竟少，在大部分运行期间船舶都要航行在大风浪中，尤其是台风季节，狂风巨浪对船舶结构的影响是十分大的，足以引起船舶的变形、断裂、造成各种事故，因此了解波浪引起的振动激励尤为重要。 由波浪引起并作用在船舶上的效应是船体梁的振动源，波浪产生的振动现象主要涉及到船体和组合件的形式，影响较为严重的是两种类型，即冲荡振动和弹跳振动。 2.2.3.1 冲荡振动 由于作用在船舶首部的流体动力冲击会通过碰撞产生的激励并导致船体梁瞬态响应现象称为冲荡振动。这是一中瞬时载荷。当船舶航行在波头上时，会出现冲荡 振动现象。由于碰撞而产生足够重要的相对运动有： a 砰击：即发生在船底平坦部分的冲击，出水后船只很快进入海中； b 拍击：即船首或外侧没有出水的冲击； c 甲板上浪：船舶处于水打在甲板上的航行。 上述的这些振动和产生的冲击在船首结构部分会更为明显，主要是因为在这范围里船和波浪的相对速度是最大，这些振动是由波长和船体间动量的很快变换引起的。
