陈南华

(广州船舶及海洋工程设计研究院,广州 510250)

通常情况下,主机和螺旋桨是船舶航行时产生振动的主要激励源,如果船舶振动系统固有频率与激励频率相重合或相近,就会产生共振现象。高速船与常规船相比,其振动特性具有2个共同的特点:①为控制结构重量,通常采取轻量化设计,导致结构尺寸偏小,结构刚度偏弱;②采用高速主机、螺旋桨,激励频率及幅值较高。高速船的振动不但会影响船上人员的身心和工作效率,还容易在应力集中部位产生疲劳破坏,继而影响船舶的正常使用[1]。近年来,高速船的应用越来越广泛,船上人员的身心健康和工作环境的舒适性得到重点关注。在设计阶段,采用有效的方法对高速船舶振动进行准确预报并采取适当的控制措施很重要。

船舶总振动计算在不同的设计阶段通常采用型船比较法、经验公式法、能量法、迁移矩阵法或有限元法。型船比较法和经验公式法一般误差较大,主要用于方案设计阶段船体梁固有振动频率的估算;能量法和迁移矩阵法精度次之,往往需借助自编程序实现;有限元法精度最高,主要用于技术设计阶段的详细计算。随着计算机软硬件的飞速发展及商用有限元软件的普遍应用,有限元法已成为船舶总振动计算的主流方法。采用有限元法进行船舶总振动计算时,船体结构的离散,设备、油、水、敷料等非结构质量的模拟,全船重量重心分布,附连水质量的计算等直接影响到计算结果的准确性。……