全船振动分析等效建模方法

发布时间：2021-07-29 10:13

　　针对全船振动分析中遇到的计算精度和计算成本之间的矛盾,提出等效建模法,即将全船分为等效简化模型、非简化部分和过渡部分进行建模。阐述等效建模法的原理并使用该方法建立某30万吨FPSO全船有限元等效模型,通过分析得到该船主要振动模态的固有频率并与激励源输出载荷频率进行比较。最终得到结论,等效建模法可用于全船振动分析且具有降低计算成本的优点,同时该30万吨FPSO全船的主要振动模态在推进器激励源作用下不存在共振风险且振动响应符合要求。 

【文章来源】：噪声与振动控制. 2020,40(04)CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

FPSO区域示意图

(5)使用过渡部分连接等效简化部分和非简化部分，形成完整的用于全船振动分析的FPSO全船等效有限元模型，FPSO全船等效有限元模型有60039个节点和129 004个网格，如图2所示。从该FPSO全船等效有限元模型可知，FR 46至FR 108的等效简化部分模型仅有3 424个节点、6 822个网格，而从FR 6至FR 38非简化部分模型有个54 237个节点、118 023个网格。跨度达到44个肋位的非简化部分模型的节点数和单元数分别为跨度为62个肋位的等效简化模型的15.8倍和17.3倍，由此可以认为等效建模法达到了简化模型、节约计算资源的目的。

对受振动激励源影响较大的船艉生活楼区域和机械舱室区域进行振动响应分析。以2.1节所述推进器额定扭矩为输出载荷，应用FPSO全船等效有限元模型进行全船振动响应计算，得到该FPSO主要全船振动响应。根据计算结果可知，生活楼区域和机械舱室区域的振动响应远大于货舱区域和艏部泵舱区域，生活楼区域和机械舱室区域的振动响应见图4。根据计算结果可知，FPSO全船振动响应的最大值为11.5 mm/s，位于生活楼居住舱室区域。根据式(10)可以得到基于时间平均的振动响应值的有效值为4.5 mm/s，满足ISO 6954-2000(E)中对船员居住舱室和工作舱室的要求。由此可得，30万吨FPSO的生活楼区域和机械舱室区域的振动响应均满足ISO 6954-2000(E)振动标准的要求。

【参考文献】：
期刊论文
[1]40万吨矿砂船全船和局部振动研究[J]. 张新伟,吴小康,陆利平.  中国造船. 2011(01)
[2]我国船舶振动冲击与噪声研究近年进展[J]. 翁长俭.  中国造船. 2001(03)
[3]船舶防振减振技术的进展[J]. 郭日修,朱云翔.  振动与冲击. 1993(03)

硕士论文
[1]船舶总振动特性研究[D]. 王显正.大连理工大学 2006



本文编号：3309139