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原文传递游艇复合材料板动力性能分析

论文题名：	游艇复合材料板动力性能分析
关键词：	游艇;蜂窝夹芯复合板;舷侧板;动力性能;减振设计
摘要：	游艇作为海上娱乐设施，若活动舱内存在太大的噪声且发生不正常的振动，不但会影响休闲娱乐，还会使船上人员出现晕船现象甚至造成船体结构破损，影响航行安全。目前很多豪华游艇已不再重视速度的提升，而对较高舒适度和较低振动提出了更高要求。复合材料板以其优良的力学性能、隔音减振性能等，在游艇工业中发挥着重要的作用，广泛应用于游艇内部围壁分隔、天花板、地台板等建造和装饰当中。蜂窝夹芯板是复合板的一种，由于蜂窝结构具有良好的阻尼效果，其本身可以采取减振设计，从而达到减少隔音材料厚度、增加船内使用空间以及改善复合板动力性能的目的。　　本文首先以蜂窝夹芯复合板作为研究对象，采用有限元仿真与模态试验相结合的方法，对蜂窝夹芯复合板的振动特性进行了分析。然后针对开孔舷窗对游艇舷侧板的影响，以蜂窝夹芯复合板为材料，建立游艇舷侧板有限元模型，对其强度、稳定性和振动特性进行了深入分析。最后应用零阶优化算法对游艇舷侧板的动力特性进行了优化。本文的具体研究内容如下: 　　1、针对游艇用蜂窝夹芯板的振动问题，以游艇艇体铺层试验样板作为研究对象，测取其固有频率及模态振型，对其振动特性进行分析;建立有限元模型，应用ANSYS循环搜索，逆推出蜂窝夹芯层和表层玻璃纤维的弹性模量，将获得的弹性模量应用到有限元模型中，运用ANSYS模态分析模块求解出复合板的模态振型及固有频率，与试验结果比对分析，以此验证有限元仿真的可靠性。结果显示有限元仿真得到的振型图和与模态试验获得振型图的吻合良好，同有频率误差控制在5.0％以内，验证了有限元仿真分析的适用性，为进一步采用有限元仿真研究游艇蜂窝夹芯板的动力学特性奠定了基础。　　2、以蜂窝夹芯复合板为材料，建立游艇舷侧板有限元模型，研究开孔对游艇舷侧板强度、稳定性和振动特性的影响。研究结果表明:在开孔面积相同的情况下，圆形开孔舷侧板的强度、稳定性要优于其它开孔形状的舷侧板;在保证游艇室内采光面积的条件下，开孔越小，舷侧板的刚度越大，体现出来的强度、稳定性越好;由于舷侧板中部缺少有力支撑，开孔越靠近舷侧板中部，其最大位移越大，承载能力也会减弱。通过上述分析从而为舷窗的设计提供了一定的依据。　　3、依据ANSYS零阶优化理论对舷侧板的动力特性进行优化，优化变量为舷侧板的厚度。优化后的蜂窝夹芯舷侧板前三阶固有频率分别降低了5.09％、5.96％和4.74％，使得舷侧板的固有频率更加远离主机的激振频率，更不易引起舷侧板的振动，从而有效的改善了舷侧板的动力特性。
作者：	张釜迪
专业：	船舶与海洋工程
导师：	于洪亮
授予学位：	硕士
授予学位单位：	集美大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文