某公务船振动分析及优化设计

作     者：詹蓉 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：夏利娟;邱伟强

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主      题：公务船 振动特性 振动响应 动力学优化 

摘      要：公务船作为海上执法的主要交通工具,其振动性能往往受到船东的特别关注。本文对某所设计的某型公务船进行了振动分析,并对一些局部结构构件进行了动力学优化设计。首先,本文阐述了公务船的主要振动激励源。除了通常考虑的螺旋桨激励和主机激励外,还简单阐述了波浪激励和侧推激励的作用机理。介绍了用于估算螺旋桨诱导的脉动压力、表面力和轴承力的经验公式。其次,本文采用有限元法对目标船进行了全船自由振动分析。获得了目标船的自由振动特性,即固有频率和固有模态。根据目标船的自由振动特性,对主机型号进行选型,得到了兼顾船舶总体性能和振动性能的主机型号等主要参数。再次,本文采用有限元法对目标船进行了全船受迫振动分析。获得了目标船在螺旋桨激励和主机激励下,船体梁总体振动响应水平和居住舱室的局部振动响应水平。计算结果表明目标船振动响应水平满足振动衡准要求。最后,本文给出针对局部结构基于振动响应的优化算法。建立了目标船某局部结构的动力学优化模型,并给出了相应的数学列式。通过修改设计变量,得到了优化设计方案。本文研究工作为预报公务船的船体振动性能和进行船体结构的动力学优化设计提供了有益的参考。