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船舶振动响应计算中螺旋桨脉动压力的模拟方法研究

2021-09-07高占峰

船舶 2021年4期
关键词:船舶有限元振动

丁 宁 高占峰 肖 宇

(中远海运重工设计研究院 扬州 225200)

引 言

当前,为了减轻船舶结构质量,高强度钢被广泛采用,结构板厚降低则势必使船体刚度随之降低;但同时为提高船舶的快速性,主机功率也在不断增加,从而导致船舶振动问题日益突出。严重的船舶振动不仅会显著降低船舶的居住舒适性,进而影响船员的工作效率和身体健康,也会致使船体结构发生疲劳破坏,影响船舶设备仪表的使用精度和寿命。因此,在船舶设计阶段必须对船舶振动问题予以充分考虑。

目前,对于船舶振动预报控制这一问题,国内外很多学者、单位均采用三维空间有限元法,事实证明:三维有限元模型是一种接近船舶真实结构的计算模型,能够较准确地计算船舶振动特性。螺旋桨脉动压力是引起船舶振动的主要激励源之一,准确地模拟螺旋桨脉动压力是得到准确可靠的有限元振动预报结果的前提。

本文提出3种不同的脉动压力模拟方法,通过对比研究不同脉动压力模拟方法下船舶典型参考位置的振动响应频响曲线的差异,最终确定采用一种快速、高效、准确的螺旋桨脉动压力有限元模拟方法。采用该螺旋桨脉动压力模拟方法对某支线集装箱船进行全船有限元振动响应分析,以实现船舶振动预报控制。经实船试航振动测试验证,本船振动性能良好。

1 概 述

1.1 船舶总体布置

船舶的总体布置见图1。

图1 某支线集装箱船总布置图

1.2 全船有限元模型

本文运用MSC-Patran有限元分析软件建立全船有限元模型,对本船进行振动响应计算分析,建立某支线集装箱船全船有限元模型,见图2。……

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