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原文传递船舶总振动建模方法研究

论文题名：	船舶总振动建模方法研究
关键词：	船舶总振动;船体共振;箱型梁;固有频率;一维梁模型;三维有限元模型
摘要：	船体在主机、螺旋桨及波浪等激励作用下有时会发生共振，产生有害振动。为避免船体共振，首先要计算船舶总体振动固有频率及振型，以作为选择主机类型和螺旋桨参数的依据。目前，船舶总体自由振动计算常用的方法有三种：一是运用经验公式计算总振动固有频率；二是把船舶总体结构视为两端自由漂浮在水上的变剖面梁，按迁移矩阵法或有限元方法将其离散为若干段(一般为20段)，计算其固有频率及振型；三是把船体视为由板梁组合而成的空间结构，按三维有限元法对全船进行有限元离散，计算固有频率及振型。经验公式法一般用于设计初级的估算，该方法简单方便，但计算精度不高。一维梁模型法的计算模型简单，计算量小，计算出的低阶固有频率是准确的，但计算高阶固有频率时误差较大，并且随着阶数的增高，其误差越来越大；三维有限元模型法能够较合理的反应船体的空间结构，计算的固有频率精度较高，但计算模型复杂，计算工作量大，并且在后处理阶段振型判断困难。综合以上分析，需要对船体总振动的建模方法进行研究，以便运用合理简便计算模型来计算船舶总振动固有特性。本文基于船舶总体结构构造了一个薄壁箱型梁模型，运用不同建模方法计算其总振动固有特性，并对计算结果进行比较分析，得出了有益的结论，该结论可应用于船体总振动计算。采用一维梁模型计算船体总振动时，高阶固有频率不够准确，其原因主要是由于未考虑剪切滞后影响所引起的，因此需要对剪切滞后效应进行研究。本文通过构造的薄壁箱型梁模型，分别运用一维和三维空间Timoshenko梁模型计算其固有频率，并对两种模型的计算结果进行比较，探讨了剪切滞后效应对一维梁模型固有频率的影响，提出一种考虑剪切滞后影响的频率修正系数，并将此修正系数应用于船舶总振动计算的一维梁模型中，用110000t油轮进行验证，计算结果证明本文方法是可行的。
作者：	李志强
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	赵德有
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文