HyperWorks在船舶总振动计算中应用.pdfVIP

Altair2014 技术大会论文集 HyperWorks 在船舶总振动计算中的应用 The Application of HyperWorks to Hull Structure Vibration Calculation 周清华 郑雷 郑凡 江南造船（集团）有限责任公司 上海 201913 摘 要: 应用有限元软件 HyperWorks 对某超大型散货船船体振动特性进行数值分析。 通过建立整船三维有限元模型;采用边界元方法计算附连水质量;运用 Lanczos 方法求解船体 梁总振动固有频率和振型，为上层建筑的振动响应分析提供了重要的模态参数。应用结果表 明 HyperWorks 对于预测船体振动特性是切实可行的。 关键词: HyperWorks ；HyperMesh ；OptiStruct12.0 ；模态分析；附连水质量 Abstract: The vibration characteristics of a large bulk carrier are calculated by finite element software HyperWorks in this paper. A global finite element model was created. Virtual fluid mass was calculated by the boundary element method, and hull girder’s natural frequency and vibration mode was calculated by the Lanczos method. This can provide the important modal parameters for the forced vibration response analysis of superstructure. The application results show that HyperWorks can be efficiently used to predict the hull structure vibration characteristic. Keywords: HyperWorks ; HyperMesh ; OptiStruct12.0 ; modal analysis; virtual fluid mass 1 概述 船舶的有害振动直接影响到船舶结构的安全性、设备的可靠性和居住的舒适性，因此有 必要在船舶设计阶段对总体振动性能进行预报，以便在结构设计方面采用合理的方案和必要 的措施。随着计算机技术的迅猛发展，软件技术不断推陈出新，有限元方法日益成为一种常 用的数值计算方法被推广应用于船舶领域。而目前运用有限元法对整船结构进行振动计算仍 然存在诸多困难。其原因在于：第一、船舶结构复杂，设备种类繁多，需要用不同类型的单 元来模拟整船的实际刚度和质量分布；第二、庞大复杂的船舶结构不可避免地存在许多局部 模态，造成总振动模态识别的困难，有必要合理简化模型；第三、由于船舶是漂浮在水中的 弹性体，船舶的振动分析必须计及流体的影响。因此，有必要对船舶结构振动的有限元计算 方法进行深入研究。 HyperWorks 是美国 Altair 公司研制开发的性能卓越、功能全面的 CAE 软件工具，可 以帮助结构工程师在虚拟环境下克服结构设计和性能测试中的各种困难和挑战，快速实现设 -1- Altair2014 技术大会论文集 计和决策。本文以 HyperWorks 为平台，使用前处理器 HyperMesh 和有限元求解器 OptiStruct 对某超大型散货船进行模态分析，通过对相关功能和应用方法进行研究，为船舶 振动分析提供了新