船舶机械设备噪声振动特性的分析

安康

摘 要：现如今船舶已经成为我国民用运输业的主要组成部分，民用船舶一般又分为运输船、工程船、渔船、港务船等。现代的船舶技术复杂、数据精密，同时这也反映了一个国家的科技发展水平和工业水平。船舶的种类繁多，本文主要是针对船舶机械设备的噪声振动特性，描述船舶机械的概念，船舶噪声源的研究、噪声对船员的危害以及设备安装和噪声振动来进行船舶机械设备噪声的测试方法，通过分析、整理进行归纳总结。

关键词：船舶机械设备，噪声振动

引言：随着科技的发展，船舶的排水量和动能越来越大，对船舶的噪声设计已经成为船舶设计的重要因素，在民用船舶领域也有很多研究，不同的设计过程有着不同的水平测试评估，在噪声评估中，对水下声辐射评估的研究还是比较有成效的，但是对于机械振动源的研究，国内还没有确切的讨论过，肯定也有很多问题没有得到有效的解决，所以对船舶设备噪声振动的特性仍需要继续研究。

一、船舶机械设备的概念

现代船舶的做工精细、船体的结构坚固、航海性能强，拥有良好的性能，可以体现一个国家的工业科技水平。船舶结构复杂，由成千上万个机械设备组成，一般由船体的结构设置、设备系统，动力装置，通信、导航装置，线路装备，防护设施，以及工作和生活舱室以及所需要的油、水等必备用品组成。这些环节都不能出现任何的失误，如果说其中一个环节出现失误，哪怕一点小失误都可能会导致船艇无法正常行驶。

民用船舶主要有运输船舶和渔船、工程船和港务船，船舶根据名称也可以分为两类，这些定义并不存在明显的界限。根据以前对船舶隐身性能的研究，主要在于船舶机械噪声、推进器噪声进行控制、以及消声瓦技术等等。

二、船舶的辐射噪声源以及噪声数据库

1、船舶的主要噪声源

船舶的主要噪声源包括机械和螺旋桨噪声，机械噪声简而言之是噪声在低频率阶段的噪声，在低速航行时，船舶的辅机是主要的自噪声源，与航速几乎无关。 机械和螺旋桨噪声的大小取决于船舶的频率、航速和航深。相比于特定的航速和航深，船舶存在一个临界点，当低于所要达到的标准点时，主要成分是机械和螺旋桨的线谱；高于这个点时，谱主要成分是螺旋桨空化连续谱。

柴油机也是船舶轮机中主要噪声源之一，而柴油机噪声的主要是通过排气来制造噪声。柴油机排气温度一般可高达450～500℃，并且排气中含有油烟雾，加上船舶上空间位置很小，尤其是小船舶，柴油机功率又很大，留给消声器的空间尺寸更小，要同时兼顾大的消声量与小的阻力损失两项指标，所以目前的噪声还需要进一步研究。

2、噪声数据库的建设

有关数据库的建设的内容非常繁琐，它涉及到数据库的软硬件建设，从管理制度的建设到整个噪声数据的整合、分析、研究等等，然后再是特征统计建立模型，船舶的噪声数据作为重要的特征参数，根据研究数据库的理论知识和实际经验，可以在噪声测试和分析中建立噪声管理系统，完善数据库信息管理体系的建设，让数据发挥它应有的作用，来满足对船舶噪声数据的全面了解和不断改进的急切需要。数据库的设主要有以下的几个方面：

（1）数据库的体系结构设计和网络拓扑结构设计。

（2）数据库的实验室环境及安全保密设计与建设

（3）数据库的硬件平台建设、网络组建

（4）建立噪声统计模型，并对噪声的特性进行探究。

对于噪声数据进行进一步的探索，根据不同应用的接口研究，建立面向应用的演示、仿真系统等等。

三、船舶噪声的危害及降低噪声的好处

1、船舶噪声的危害

船舶的辐射噪声，是被动声纳的声源信号，存在一定的噪声危害；在运输中会由于运行过程中的水动力时产生噪声，水中物品也会因为发射产生噪音。有些船舶的噪声很大，噪声源繁多，噪声的强度比较大，有关辐噪声的危害有以下几点：一方面在运输途中造成不便；其次还有可能遇到海洋某种生物，导致船舶自身受到损害；并且干扰本船的水声设备对海洋生物也会带来影响等等。

2、船舶噪声对船员的危害

船舶的噪声来源复杂，强度大，对船员的各个身体方面都有危害，很多国内外船舶专家对噪声对艇员的危害做了大量研究报告，了解船员所处的工作环境。下面是船舶的噪声对船员的危害：

（1）噪声作用于人的中枢神经系统，经常性的在噪声环境中容易引起大脑皮层功能异常，使兴奋和抑制平衡功能失调，反射弧迟缓，影响思考，反应迟钝，对外界的事情感知较慢。

（2）影响睡眠，长期工作会产生积累效应，使人出现头晕、头痛、烦躁、失眠、心悸、恶心、记忆力减退等神经衰弱症，导致工作效率降低，注意力不集中，引起工作事故。

（3）造成心血管等疾病，因人而异，有些人心率、血压、心电图的变化很大，人体免疫力下降，心脏功能衰弱等等。

（4）在特殊条件下，如果船员暴露在强噪声下的时间加长，容易形成急性听力损伤，由于船舶所有舱室和部位都存在噪声，船员工作结束后继续处在噪声环境中，不能很好的休息得不到完全放松、恢复，使听觉疲劳或损伤不断的累积，最终容易导致永久性听力损伤。

3、降低船舶噪声的好处

（1）、降低对沿岸居民的干扰，提高沿岸居民的身体健康，按照国家标准，交通干线两侧居民区执行四类噪声标准，昼间噪声应小于70dB，夜间应小于55dB。

（2）、減少运输途中船舶机械噪声的污染，可以保护海洋生物及生态环境。

（3）、保护船员的听力，尽量减少对船员身体损害，把船上工作人员的听力损失减少到最低，提高身体免疫力。

四、减少船舶海下噪声控制测试建议

因此，各国一直在研究船舶海下噪声控制措施，希望减少噪声的污染，减少船舶噪声对船员的伤害，根据对未来船舶噪声控制，主要提出如下几点建议：

（1）加强船舶噪声控制的设计，要重视、加强航行使用中噪声控制问题的研究。

（2）要加大对船舶噪声的控制，进行自主创新，加大对噪声控制技术的研究，并通过研究发展减少船舶的噪声。

（3）加强对噪声控制技术的管理，加强船舶不同型号之间噪声控制。采用喷水推进等新型的推进系统。

（4）隔振、阻尼也是降低船舶上机电设备噪声的主要手段，但是敷设消声瓦应该注意，艇体需要光滑一点，可拆板、舾装件在结构上应做合适嗯调整，来保证表面与消声瓦一致。

五、总结

随着科技的进步，我国在民用船舶领域的力量也得到了极大的增强，但是国内的技术并不十分完善，噪声大的船舶会妨碍通讯，干扰控制信号的接收，如果工作人员长期在这种刺激下，可能会引发各种疾病，最终导致身体免疫力下降。因此，我们要继续研发安静型船舶，为国家进步、生态保护、人员安全等各方面保驾护航。

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