某型游艇的振动测试与分析

发布时间：2017-11-19 17:07

  本文关键词：某型游艇的振动测试与分析

  更多相关文章： 游艇 蜂窝夹层板 模态试验 有限元法 艇体

【摘要】：本文以某型玻璃钢游艇为研究对象,首先对游艇常见的蜂窝夹层板进行振动测试及有限元分析,研究其振动特性为进一步对艇体分析做准备。利用LMS Test.lab声振测试系统对蜂窝夹层板试样,进行锤击法模态试验,获取其固有振动特性。并以试验结果为依据,通过ANSYS软件调整模型参数,使得等效模型的振动特性与试验结果相接近,最终建立蜂窝夹层板的等效有限元模型。通过等效模型与试验结果的对比分析,发现前3阶振型保持相似,且固有频率的相对误差在合理范围之内,表明所建立的等效模型,能够较好的反映蜂窝结构的真实振动特性。在蜂窝夹层板等效模型中,将蜂窝层等效为体积不变且等厚度的各向同性板来处理。分别在厂房内、码头系泊的状态下,对某型游艇艇体进行干湿模态试验,获取艇体在两种状态下的固有振动特性,并对0-50Hz频率范围内的艇体动力性能进行分析,发现艇体干模态的低阶振型主要以船体的摆动、扭动和弯曲为主,且伴随局部窜动;而艇体的湿模态受到附涟水、潮汐、试验人员及仪器重力分布等因素的影响,低阶振型主要以船体摆动、收缩、扭转为主。将艇体干湿模态试验结果对比,发现在垂向一阶弯和水平一阶弯振型固有频率偏差较小,验证了艇体模态试验的可靠性。以游艇蜂窝夹层板等效有限元模型为基础,结合艇体层合板的铺层情况,建立游艇艇体有限元模型。对艇体的干模态试验进行仿真分析,发现在低频范围内存在3阶振型比较相似,且固有频率的相对误差在允许范围之内,验证了所建立艇体有限元模型的准确性和模态试验的可靠性。艇体有限元模型可用于进一步研究该型艇的动力学特性,并为艇体结构优化设计提供理论依据。同时根据有限元分析和模态试验结果,发现该型艇艇体舷侧结构刚度相对不足,长时间在低频状态下,容易引起疲劳破坏,在对该型艇体进行结构优化设计时应注意。本文通过对游艇的动力学特性进行初步的研究,以期为游艇结构的优化设计及舒适性研究提供一定的参考和指导。
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U661.44;U674.91

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本文编号：1204261