基于約束界面子結(jié)構(gòu)法的艦船—設(shè)備耦合振動研究.pdf

1、隨著國家海洋戰(zhàn)略逐步深化，現(xiàn)有裝備技術(shù)水平落后的問題逐步凸顯，大型艦船及海洋結(jié)構(gòu)物以其遠洋作業(yè)能力強，能夠應(yīng)對海洋惡劣環(huán)境，節(jié)約建造和運行成本等優(yōu)點逐步被工程界認可。然而大型艦船及海洋結(jié)構(gòu)物的減振降噪問題一直困擾工程界的一大難題。艦船與海洋結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)的振動與設(shè)備密切相關(guān)，因此在大型艦船和海洋結(jié)構(gòu)物的減振降噪分析、設(shè)計過程中考慮艦船與設(shè)備的耦合振動是十分必要的。但由于艦船與設(shè)備之間的耦合振動關(guān)系復(fù)雜，整體分析計算規(guī)模巨大等原因，艦船—設(shè)備

2、的耦合振動問體一直沒有找到一種很好的解決方案，仍然存在很多基礎(chǔ)性和工程性的問題有待進一步研究。
　　為此，本文首先對艦船—設(shè)備耦合振動的研究現(xiàn)狀及研究方法進行了概述，系統(tǒng)闡述了艦船—設(shè)備耦合振動預(yù)報分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了現(xiàn)有艦船—設(shè)備耦合振動預(yù)報分析過程中遇到的問題和存在的技術(shù)難點，得出如下結(jié)論：第一、現(xiàn)有分析方法對于艦船—設(shè)備的耦合振動分析均建立在一定假設(shè)條件下，對振動過程兩者的耦合作用考慮不足；第二、計算艦船—設(shè)備耦合振動

3、過程中存在計算規(guī)模大、計算效率低、硬件要求高等難題。針對上述問題，本文從艦船—設(shè)備耦合振動分析的工程實際出發(fā)，對艦船—設(shè)備耦合振動的分析方法進行了細致的研究，重點討論了基于約束界面子結(jié)構(gòu)方法的艦船—設(shè)備耦合振動分析、艦船局部振動分析、子結(jié)構(gòu)約束界面主模態(tài)截斷準則等問題。初步形成了基于約束界面子結(jié)構(gòu)法的艦船—設(shè)備耦合振動分析方法，并結(jié)合水面艦船的分析實際，對該方法的實用性進行了探索，驗證了該方法的有效性，為運用約束界面子結(jié)構(gòu)法分析艦船—設(shè)

4、備的耦合振動分析提供了依據(jù)。
　　針對目前艦船振動設(shè)計過程中只有部分艙室需要在設(shè)計過程中重點關(guān)注，其余艙室運用現(xiàn)有技術(shù)可滿足振動指標要求的現(xiàn)狀。為進一步縮減計算規(guī)模，提高計算效率，重點分析了艦船局部振動分析原理，基于約束界面子結(jié)構(gòu)法提出了艦船局部振動求解方法。該方法利用虛擬約束界面模態(tài)法導(dǎo)出的半解耦方程，將非考察區(qū)域內(nèi)部自由度的影響縮聚到連接界面自由度上，大幅減小計算規(guī)模。數(shù)值算例表明：該方法能夠精確計算出艦船局部區(qū)域的振動響應(yīng)，