董彪 石敦麟 劉志華 亢石巖 尹延軍(艾法能源工程股份有限公司，山東 青島 266000)

船舶結(jié)構(gòu)的振動(dòng)及防范關(guān)鍵點(diǎn)研究

董彪 石敦麟 劉志華 亢石巖 尹延軍(艾法能源工程股份有限公司，山東 青島 266000)

伴隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，交通出行方式也是愈發(fā)多樣化。這幾年來船舶發(fā)展的速度急劇加快，為人們的出行以及大型物品的運(yùn)輸提供了巨大的方便。然而，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出更是使得人們對(duì)于船舶的振動(dòng)產(chǎn)生的一系列問題的關(guān)注。本文在介紹了船舶結(jié)構(gòu)的振動(dòng)所帶來的一系列問題基礎(chǔ)之上，提出了對(duì)于船舶振動(dòng)的防范措施。

船舶結(jié)構(gòu)；振動(dòng)；防范

船舶業(yè)的高速發(fā)展不僅為人們的外出工具方式增加了一種新的選擇，而且更是讓人們?cè)诔鲂挟?dāng)中獲得了巨大的舒適感，但是，隨著船舶的進(jìn)一步發(fā)展，船舶上的一些設(shè)備所產(chǎn)生的振動(dòng)卻不斷加大，這不僅僅為人們出行舒適度的提高，而且更與當(dāng)前所實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相違背，因此必須采取切實(shí)有效的措施對(duì)船舶的振動(dòng)這一現(xiàn)象加以解決。

1 船舶振動(dòng)帶來的危害

1.1 船舶振動(dòng)不利于人的身體健康

傳播震動(dòng)會(huì)產(chǎn)生巨大的噪音，人們通過船舶進(jìn)行出行時(shí)，船舶結(jié)構(gòu)通過振動(dòng)所產(chǎn)生的噪音會(huì)對(duì)人們帶來巨大的負(fù)面影響，假使船舶振動(dòng)越大，那么它所產(chǎn)生的噪音亦會(huì)加大，最終導(dǎo)致乘坐者的聽力削減，更嚴(yán)重時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致心血管疾病的發(fā)生以及神經(jīng)系統(tǒng)的衰落，同樣乘坐者在噪音的環(huán)境之下更是無法進(jìn)行充分的休息，最終導(dǎo)致生理上產(chǎn)生不良的反應(yīng)，嚴(yán)重者，可能還會(huì)誘發(fā)心臟病。對(duì)于駕駛?cè)藛T來說，長期的噪音也會(huì)不利于他們的駕駛，會(huì)使得他們很容易出現(xiàn)疲勞的現(xiàn)象，在對(duì)自身帶來巨大的危害同時(shí)，也可能由于疲勞駕駛，導(dǎo)致一系列安全事故的發(fā)生。

1.2 船舶振動(dòng)影響船舶正常的使用壽命

船舶結(jié)構(gòu)上的振動(dòng)會(huì)對(duì)該結(jié)構(gòu)帶來一系列的損害，對(duì)于機(jī)械設(shè)備所帶來的磨損也是十分巨大的，嚴(yán)重時(shí)甚至可能會(huì)出現(xiàn)船體裂縫這一巨大的損害事故，最終嚴(yán)重影響著船舶在海洋上航行的安全。其中，在船舶的所有振動(dòng)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)帶來的危害是最大的，由于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)所產(chǎn)生的一系列的還是事故也是最多的，為此，當(dāng)前專家們研究最多的也是扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。同時(shí)，當(dāng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，普通情況之下，船上一般不會(huì)產(chǎn)生由于振動(dòng)所帶來的不適感，因此，這一振動(dòng)形式也是我們經(jīng)常所忽略的，但一旦忽略之后，通常會(huì)伴隨著重大的海洋事故的發(fā)生。同時(shí)，更應(yīng)該明白的是，發(fā)動(dòng)機(jī)如果在主臨界速度進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，那么自由端部分將會(huì)帶來巨大的齒擊。而且有時(shí)在出現(xiàn)強(qiáng)共振時(shí)，船舶的軸系當(dāng)中的一些位置只要運(yùn)行很短的時(shí)間就會(huì)引起發(fā)熱，若對(duì)此忽視，就易導(dǎo)致斷軸斷漿事件的發(fā)生。

2 對(duì)于船舶振動(dòng)的防范措施

2.1 對(duì)于船舶產(chǎn)生振動(dòng)部位的固有頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)變

通過改變船舶振動(dòng)部位的原先頻率W0，使其與干擾頻率W1進(jìn)行分隔。最終更好的避開產(chǎn)生振動(dòng)的區(qū)域，通過“調(diào)頻”實(shí)現(xiàn)“避振”的目標(biāo)。

原先的頻率W0主要是因?yàn)楦鱾€(gè)部位軸承的剛度以及各它們進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量起決定作用，通過改變剛度以及慣量都能夠?qū)崿F(xiàn)“調(diào)頻”的目標(biāo)。在公式當(dāng)中，軸段剛度與直徑的四次冪成正相關(guān)的關(guān)系，因此通過增大軸段的直徑能夠增強(qiáng)各個(gè)部位剛度，最終使整個(gè)船舶的原先的頻率得到提高；通過改變輪船飛輪的慣量，也能夠保持單節(jié)、雙節(jié)以及三節(jié)原先所具備的頻率。只要在船體結(jié)構(gòu)能夠允許的情況下，就可通過縮短軸系長度來對(duì)軸系剛度進(jìn)行一系列的轉(zhuǎn)變，最終通過提高原有的頻率來實(shí)現(xiàn)避振的目標(biāo)。

通過加裝彈性聯(lián)軸節(jié)也能夠?qū)Υ罢駝?dòng)系統(tǒng)的原先所具備的頻率進(jìn)行提高，運(yùn)用柔軟程度高的彈性聯(lián)軸節(jié)能夠?qū)υ鹊念l率進(jìn)行降低，使的共振轉(zhuǎn)速能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常用的轉(zhuǎn)速，同時(shí)更是加裝了更大的承載阻力的彈性聯(lián)軸節(jié)，最終大大降低共振力。

2.2 降低共振狀態(tài)時(shí)的力矩和振幅

能夠在降低干擾性力矩的情況下，實(shí)現(xiàn)降低船舶振動(dòng)時(shí)的力矩以及振動(dòng)幅度，最終實(shí)現(xiàn)“減振”的目標(biāo)。要想降低干擾性力矩，就必須對(duì)船舶各缸的發(fā)火次序或者是不斷改變振動(dòng)形狀，最終降低振幅的矢量和，以此來實(shí)現(xiàn)“減振”的目標(biāo)。

2.3 選擇合適高質(zhì)量材料

只有選擇合適的、具有較高質(zhì)量的材料，通過增強(qiáng)船舶所運(yùn)用的材料的強(qiáng)度增強(qiáng)船舶各部位的扭振附和力，最終使船舶能夠安全而又穩(wěn)定的運(yùn)行。伴隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，船舶產(chǎn)生振動(dòng)的部位更是在進(jìn)行不斷的改善，為了降低船舶的振動(dòng)性，就必須從源頭之上進(jìn)行問題的改善。這個(gè)時(shí)候，要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的振動(dòng)加以控制，并且也要進(jìn)一步對(duì)駕駛室的振動(dòng)采取緩解措施，最終使得船舶能夠在良性的情況之下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。通過材料的改善，從源頭之上解決問題。

3 結(jié)語

我國現(xiàn)代化進(jìn)程的進(jìn)一步加劇也使得航運(yùn)業(yè)步入了較高速度發(fā)展的時(shí)代，為了更好的保證船舶能夠進(jìn)行平穩(wěn)安全的航行，一線的科研人員以及現(xiàn)實(shí)的技術(shù)操作者應(yīng)該高度認(rèn)識(shí)并且把握到船舶振動(dòng)所具備的特點(diǎn)以及規(guī)律，在正確認(rèn)識(shí)到船舶振動(dòng)導(dǎo)致的惡劣后果的基礎(chǔ)上，對(duì)于船舶的建設(shè)和改造予以不斷規(guī)范，并且對(duì)于振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行精確地研究與計(jì)算，防患于未然，避免海上事故的發(fā)生。

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