[发明专利]一种船舶居住区域振动预报分析方法

说明书

本发明公开了一种船舶居住区域振动预报分析方法，应用有限元仿真技术建立全船网格模型，对振动重点关注的区域：艉部、机舱、机舱棚以及居住区域采用细网格建模，其他区域模型则是大网格。根据船舶各区域重量的统计分析，调整货舱、居住区域、艏艉部等部分的有限元模型重量，与实船基本保持一致，保证网格模型的重量、重心与实船基本相同。其次进行全船振动计算分析，得到船舶居住区域的固有频率，验证是否躲避螺旋桨的叶频、倍叶频及主机的缸频的共振频率范围，避免发生结构共振，破坏结构强度、影响疲劳寿命。

技术领域

本发明涉及船舶振动预报分析领域，具体为一种船舶居住区域振动预报分析方法。

背景技术

近些年来，随着航运事业的不断发展，船舶载重吨数越来越大，主机功率也随之变得越来越高，引起船体振动的激振力也相应增大。为了提高船舶的载重量，优化船体结构，高强度钢被大面积使用，这减小了船体结构的刚度，使船上结构极易受到主机、螺旋桨和波浪等外界激励源的作用，产生较大的振动，且持续时间较长，严重影响船体结构、船员居住的舒适性和船舶的正常航行。同时，随着船舶振动规范的要求日益严苛，船上人体舒适性水平不断提高，船东对船舶振动的要求越来越高，这些使得船舶振动预报控制变得越来越重要。通过提供船舶居住区域的振动预报分析以及后续结构的计优化升级，进一步提高居住区域的振动水平，提升船员和乘客的舒适性，改善船上主要设备的使用状态、提高设备和关键结构的使用寿命，因此对船上居住区域的振动预报分析具有极其重要的意义。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种船舶居住区域振动预报分析方法，首先根据主要船舶相关图纸，应用有限元仿真技术建立整船有限元模型，其中对振动重点关注的区域，比如艉部、机舱、机舱棚以及居住区域以纵骨间距为网格大小，建立细网格模型，由于货舱、艏部远离居住区域，且激励源较少，对居住区域的振动水平不会造成影响，规范对该部分没有要求，因此该部分的模型网格大小可设置为强横梁间距，便于后续船体外板上的附连水质量的施加。其次是载荷的加载，包括激振力载荷、货舱货物总量、主要船上设备的重量、燃滑油重量以及淡水和压载水重量。紧接着分别进行全船的模态分析和振动响应计算分析，得到船舶居住区域的固有频率，验证其固有频率是否躲避螺旋桨的叶频、倍叶频及主机的缸频的共振频率范围，以避免发生结构共振，破坏结构强度、影响结构疲劳寿命。分析在压载到港和满载离岗工况下整船的振动响应情况，读取居住区域内各个房舱内的位移、速度以及加速度响应最大峰值，进行数值转换后与振动规范评价对象保持一致，将模拟结果与规范衡准值相比较，以评估居住区域的振动特性，对超出规范房间提出一定的修改措施，增加结构刚度以减小结构振动响应值，提升船上居住区域的人体舒适性。

本发明实现居住区域振动水平预报的目标，对超出规范的部分房间结构做出调整，在设计阶段内以最小的成本完成船上居住区域振动控制，使得船舶居住区域内卧室和工作间的振动值在4mm/s和6mm/s以内，提升船舶居住舱室的人体舒适度，进一步提升船舶品质。

附图说明

图1为本发明流程图。

图2 为本发明整船振动分析采用的有限元模型。

图3为本发明振动重点关注区域的细网格模型。

图4为本发明艉部、机舱、机舱棚及烟囱、居住区域结构模型截面图。

图5为本发明船上居住区域卧室舱室内的节点速度响应变化曲线。

图6为本发明船上居住区域工作间内的节点速度响应变化曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

为简化表述，本发明以散货船为例结合本发明实施例中的附图，对本发明实施中的技术方案进行系统、完整地阐述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本发明保护的范围。