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基于直接计算法的大型集装箱船振动设计研究
| 论文题名： | 基于直接计算法的大型集装箱船振动设计研究 |
| 关键词： | 大型集装箱船;振动设计;变截面槽型梁;上层建筑 |
| 摘要： | 船舶是一种漂浮在水上的复杂的弹性结构，在其营运过程中受到多种外界激振力的作用产生整体和局部的振动。当船体固有频率与外界激振力频率接近时，容易发生共振，从而使船体产生强烈的振动，破坏船体结构；即便不发生共振，较大的振动响应，也会影响船员的工作和身体健康以及干扰仪表设备的正常工作。 随着集装箱船不断向大型化发展，大功率低速柴油机以及大型螺旋桨的应用使得激振力频率接近船体固有频率，极易发生共振现象。因而在设计阶段，准确地预报大型集装箱船的总振动以及振动响应是十分必要的。 本文以9200TEU大型集装箱船为例，对大型集装箱船进行了自由振动分析和受迫振动分析。主要研究内容为： 首先，建立全船三维有限元模型和一维船体梁模型，应用有限元法对该船进行了自由振动分析。考虑到大型集装箱船大开口的特性，本文通过构造变截面槽型梁，讨论了截面形状对一维梁固有频率的影响，提出了考虑截面形状影响的一维船体梁固有频率计算方法，计算结果表明，本文方法可行性好，具有较高的计算精度，在工程实践中具有实用价值。 然后，通过讨论不同装载工况、模型范围、附连水质量模拟方法以及网格尺寸对上层建筑自由振动固有频率的影响，对该船上层建筑结构进行了自由振动分析。通过计算，提出了一种上层建筑简化模型，以及相应的修正系数。本文方法兼顾了计算精度和计算效率，在工程应用中具有一定的实际意义。 最后，对该船进行了全船受迫振动分析，讨论了主要激振力的成分（螺旋桨激振力和主机激振力）以及相应的求解方法与施加方式，确定了船体的结构阻尼，比较了ISO6954（2000E）评估衡准和 ISO6954（1984E）评估衡准，并应用两种衡准对全船振动响应进行了评估，结果显示该船的振动响应满足衡准值，且两种衡准的评估结果基本相同。本文计算方法合理，对该类型船在工程实践中的振动响应评估有重要的参考意义。 |
| 作者： | 王春雪 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 胡安康;龚英弢 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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