某200t级快艇总振动特性分析

李齐垚　石科良　祝文倩

摘 要：本文以某200 t级快艇为研究对象，采用全船有限元方法，分析了正常排水量状态下的自由振动，对该艇一至三阶垂向及水平固有频率进行了预报，并与主机及螺旋桨激励频率进行比较分析，确保频率储备满足规范要求，避免船体固有频率与主要激励源发生共振。

关键词： 全船有限元；自由振动；固有频率；共振

中图分类号：U661.44 文献标识码：A

Abstract： By using global finite element analysis method， this paper analyses the free vibration at normal load condition of a typical 200T high speed vessel， predicts the first to the third order vertical and horizontal natural frequency of the vessel in order to verify the vessel frequency tolerance satisfy the rules requirement and to avoid sympathetic vibrationbetween vessel natural frequency and propeller and engine excitation frequency.

Key words： Global finite element； Free vibration； Natural frequency； Sympathetic vibration

1 引言

船舶是一个弹性体，船舶航行时由于主机、螺旋桨等各种激励的作用会产生不同程度的振动。轻微的振动是允许的，但如果激振频率和系统的固有频率相等，或者激励幅值过大，都会引起共振或者剧烈的强迫振动，影响船舶的正常航行，因此进行全船的振动分析是很有必要的。

早期人们采用经验公式进行四节点以下的全船振动分析，结果往往是满足实际情况的，但是对四节点以上的振动则存在很大误差。本文采用有限元法对某200t级快艇进行全船的振动分析，它是目前较为准确的计算方法，能准确计算出船体的固有频率，但是耗费的时间和精力比较多。

本艇为高速艇，其刚度弱、激励大、频率高，船体振动较常规船舶更为突出，不仅影响船员工作效率和生活舒适性，而且由于高速艇船体构件尺寸小、板薄、振动幅值大、频率高，较常规船舶更易在应力过大部位产生疲劳破坏，从而影响结构强度和航行安全。

本文利用MSC.PATRAN/NASTRAN软件，依据本艇的总布置图、稳性计算书和结构设计图，采用全船有限元分析方法，选取正常排水量状态进行全船自由振动分析，对一至三阶垂向及水平固有频率进行了预报；……