船舶结构的振动及防范关键点研究

董彪 石敦麟 刘志华 亢石岩 尹延军(艾法能源工程股份有限公司，山东 青岛 266000)

船舶结构的振动及防范关键点研究

董彪 石敦麟 刘志华 亢石岩 尹延军(艾法能源工程股份有限公司，山东 青岛 266000)

伴随着社会的进步与发展，交通出行方式也是愈发多样化。这几年来船舶发展的速度急剧加快，为人们的出行以及大型物品的运输提供了巨大的方便。然而，可持续发展战略的提出更是使得人们对于船舶的振动产生的一系列问题的关注。本文在介绍了船舶结构的振动所带来的一系列问题基础之上，提出了对于船舶振动的防范措施。

船舶结构；振动；防范

船舶业的高速发展不仅为人们的外出工具方式增加了一种新的选择，而且更是让人们在出行当中获得了巨大的舒适感，但是，随着船舶的进一步发展，船舶上的一些设备所产生的振动却不断加大，这不仅仅为人们出行舒适度的提高，而且更与当前所实施的可持续发展战略相违背，因此必须采取切实有效的措施对船舶的振动这一现象加以解决。

1 船舶振动带来的危害

1.1 船舶振动不利于人的身体健康

传播震动会产生巨大的噪音，人们通过船舶进行出行时，船舶结构通过振动所产生的噪音会对人们带来巨大的负面影响，假使船舶振动越大，那么它所产生的噪音亦会加大，最终导致乘坐者的听力削减，更严重时，也会导致心血管疾病的发生以及神经系统的衰落，同样乘坐者在噪音的环境之下更是无法进行充分的休息，最终导致生理上产生不良的反应，严重者，可能还会诱发心脏病。对于驾驶人员来说，长期的噪音也会不利于他们的驾驶，会使得他们很容易出现疲劳的现象，在对自身带来巨大的危害同时，也可能由于疲劳驾驶，导致一系列安全事故的发生。

1.2 船舶振动影响船舶正常的使用寿命

船舶结构上的振动会对该结构带来一系列的损害，对于机械设备所带来的磨损也是十分巨大的，严重时甚至可能会出现船体裂缝这一巨大的损害事故，最终严重影响着船舶在海洋上航行的安全。其中，在船舶的所有振动结构当中，扭转振动带来的危害是最大的，由于扭转振动所产生的一系列的还是事故也是最多的，为此，当前专家们研究最多的也是扭转振动。同时，当发生扭转振动时，普通情况之下，船上一般不会产生由于振动所带来的不适感，因此，这一振动形式也是我们经常所忽略的，但一旦忽略之后，通常会伴随着重大的海洋事故的发生。同时，更应该明白的是，发动机如果在主临界速度进行运转，那么自由端部分将会带来巨大的齿击。而且有时在出现强共振时，船舶的轴系当中的一些位置只要运行很短的时间就会引起发热，若对此忽视，就易导致断轴断浆事件的发生。

2 对于船舶振动的防范措施

2.1 对于船舶产生振动部位的固有频率进行转变

通过改变船舶振动部位的原先频率W0，使其与干扰频率W1进行分隔。最终更好的避开产生振动的区域，通过“调频”实现“避振”的目标。

原先的频率W0主要是因为各个部位轴承的刚度以及各它们进行转动的惯量起决定作用，通过改变刚度以及惯量都能够实现“调频”的目标。在公式当中，轴段刚度与直径的四次幂成正相关的关系，因此通过增大轴段的直径能够增强各个部位刚度，最终使整个船舶的原先的频率得到提高；通过改变轮船飞轮的惯量，也能够保持单节、双节以及三节原先所具备的频率。只要在船体结构能够允许的情况下，就可通过缩短轴系长度来对轴系刚度进行一系列的转变，最终通过提高原有的频率来实现避振的目标。

通过加装弹性联轴节也能够对船舶振动系统的原先所具备的频率进行提高，运用柔软程度高的弹性联轴节能够对原先的频率进行降低，使的共振转速能够远远小于常用的转速，同时更是加装了更大的承载阻力的弹性联轴节，最终大大降低共振力。

2.2 降低共振状态时的力矩和振幅

能够在降低干扰性力矩的情况下，实现降低船舶振动时的力矩以及振动幅度，最终实现“减振”的目标。要想降低干扰性力矩，就必须对船舶各缸的发火次序或者是不断改变振动形状，最终降低振幅的矢量和，以此来实现“减振”的目标。

2.3 选择合适高质量材料

只有选择合适的、具有较高质量的材料，通过增强船舶所运用的材料的强度增强船舶各部位的扭振附和力，最终使船舶能够安全而又稳定的运行。伴随着科技的进步与发展，船舶产生振动的部位更是在进行不断的改善，为了降低船舶的振动性，就必须从源头之上进行问题的改善。这个时候，要对发动机所产生的振动加以控制，并且也要进一步对驾驶室的振动采取缓解措施，最终使得船舶能够在良性的情况之下进行运转。通过材料的改善，从源头之上解决问题。

3 结语

我国现代化进程的进一步加剧也使得航运业步入了较高速度发展的时代，为了更好的保证船舶能够进行平稳安全的航行，一线的科研人员以及现实的技术操作者应该高度认识并且把握到船舶振动所具备的特点以及规律，在正确认识到船舶振动导致的恶劣后果的基础上，对于船舶的建设和改造予以不断规范，并且对于振动系统进行精确地研究与计算，防患于未然，避免海上事故的发生。

[1]赵留平,詹大为,程远胜,刘均.船舶结构优化设计技术研究进展[J].中国舰船研究,2014,(04):1-10.

[2]孙浩峰.船舶轮机常见的检验问题及对策分析[J].珠江水运,2013,(19):54-55.

[3]刘建华,王自力,张家新.船舶结构极限强度分析的理想结构单元法[J].工程力学,2005,(02):232-235+217.

[4]胡志强,崔维成.船舶碰撞机理与耐撞性结构设计研究综述[J].船舶力学,2005,(02):131-142.

[5]孙丽萍,聂武.船舶结构振动噪声分析及其进展[J].船舶力学,2003,(01):116-121.