686TEU集裝箱船振動模態(tài)研究.pdf

1、隨著航運(yùn)市場對運(yùn)力需求的不斷增長，船舶逐漸向大型化、快速化方向發(fā)展，船體結(jié)構(gòu)的重量降低、剛度下降，致使船體振動問題愈來愈顯得突出，特別是大開口船舶。過大的振動會造成船體結(jié)構(gòu)疲勞，影響船員以及乘客的身體健康，因此，在船舶的設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)確地預(yù)估船體結(jié)構(gòu)振動的固有頻率及其影響因素，對避免船體共振現(xiàn)象具有重要的意義。為了提高船舶振動模態(tài)計(jì)算的精確性，論文分析了裝載工況、焊接殘余應(yīng)力和附連水質(zhì)量三個(gè)因素對船體振動固有頻率的影響和作用機(jī)理。具體如下:

2、
　　以686TEU集裝箱為研究對象，采用有限元方法，分析了裝載工況和焊接殘余應(yīng)力對船體振動模態(tài)的影響。運(yùn)用ANSYS軟件，采用自底向上的直接建模方法，建立了全船三維有限元模型。通過以集中質(zhì)量單元分配到結(jié)構(gòu)單元相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上虛擬為貨物質(zhì)量的方法，分別計(jì)算了壓載到港和滿載出港兩種裝載工況下的船體振動模態(tài)值，對比分析了裝載工況因素對船體結(jié)構(gòu)振動模態(tài)的影響。通過在船體大合攏縫部位施加焊縫單元，比較了不同殘余應(yīng)力水平、有無焊接殘余應(yīng)力的情況對

3、振動模態(tài)的影響。結(jié)果表明，裝載工況和焊后殘余應(yīng)力分別通過改變振動參與質(zhì)量和剛度的形式對船體結(jié)構(gòu)的振動模態(tài)產(chǎn)生影響。
　　采用流固耦合的數(shù)值模擬方式，分析了附連水質(zhì)量對船體振動模態(tài)的影響。分別采用MAXSURF軟件進(jìn)行船體建模和ANSYS軟件的ICEM模塊進(jìn)行網(wǎng)格劃分。然后在FLUENT模塊中完成流固耦合載荷計(jì)算，將計(jì)算數(shù)據(jù)導(dǎo)入WORKBENCH平臺中，模擬了不同裝載工況、不同船速時(shí)附連水對船體振動濕模態(tài)的影響。并與干模態(tài)計(jì)算結(jié)果進(jìn)