船体板架固有频率实用修改.pdf

维普资讯 第13卷第4期 大 连 水 产 学 院 学 报 V0I．13N0．4 1998年12月 JOURNAL0FDALIAN FISHERIESUNIVERSITY D ．1998 一 7船体板架固有频率实用修改 方法及软件设计 f 医： 壑焦直√王镐章 (大连水产学院机械工程系) (大连理工大学船舶学院) 摘 要 提出一种基于有限元结构动力分析的船体板槊同有频率实用修改方法，并进行了软件设 计。该法适用于船体板槊尺寸、澈威频率不易改变的调频情 。 关键词 船体板槊；同有频率；软件设计 、 ， 、 — — —～ · — — ～ 中图分类号 U661．44 为了避免板架共振，改变激励频率是有效措施之一。但应首先对引起结构共振的激 励源进行改变，从激励频率的可行性及经济性分析，看有无现实可能性 l【J。改变固有 频率也是有效措施之一，如设置舱壁、支柱、避开共振等。可见找出一种有效、实用、 简明的修改船体板架固有频率的方法，使其满足频率储备较大的要求，是一种有意义的 工作。为此作者提出一种方法，根据这种方法和所设计的软件，结合实际经验，提出若 干待选的修改方案。通过计算机自动对主数据文件进行修改并进行有限元动力分析，从 中选优。 1 船体板架主向梁、交叉梁物理参数变化引起固有频率的改变 1．1 确定修改单元或粱 任一梁都是由多个单元 (梁元)组成，如果在FDS分析[2]中认为敏感的某些单元 是某一梁的组成单元，可将这一根梁的相应参数按敏感性分析的指定方向和指定量进行 修改。 1．2 确定修改参数 由于扭转惯性矩，属不敏感参数，而梁弯曲惯性矩 ，、截面面积 A的变化引起扭 转惯性矩，的变化，从而所引起固有频率变化亦很小，故仅将 ，、A列为修改参数。 1．3 修改信息输入 将参加优选方案的梁信息 (梁总数，各梁包含的单元号码)写人数据文件，以备 收穑 日期：1998-04．17 *刘启民：1956年生，男，讲师，硬士，大连 116023 维普资讯 第4期 刘启民等：船体板架固有频率实用修改方法及软件设计 43 修改主数据文件时使用，物理参数修改量按需要由屏幕键入。 2 安装支柱、加设舱壁以及改变边界条件引起固有频率的改变 在某些船体板架上加支柱，以增加板架的刚性，既可改变原板架的固有频率、振 型，又可减少强迫振动响应幅值。加支柱于某结点对板架固有频率的影响相当于将这结 点转化为弹性支座边界点。显然，这种支柱所加的位置不是任意的，有些位置是不允许 加支柱的，有些位置加支柱效果也不明显，故应在有效的位置加支柱以改变板架的动力 特性，可采用以下两种加支柱的方案。 1)加一个支柱的方案 将可能加支柱的结点号列出，存入有关数据文件以备修改 主文件时使用。 2)在对称或反对称结点加两个支柱的方案 将可能加支柱的成对的结点号列出， 存入有关数据文件中以备修改主文件时使用。 3)在船体板架上设置舱壁及改变边界条件的情况详见文献 [4]。 3 船体板架增减或移动集中质量、分布质量引起固有频率的改变 某些船体板架上有机器设备、货物、油、水、压载水舱布置。按集中质量模式处理 是将其均布在所覆盖的结点上，当去掉这些非结构质量时，会引起板架固有频率较大的 变化。反之，加上这些非结构质量时，也将引起该板架固有频率的较大变化。非结构质 量的加、减、移动，并不是可以任意进行的，这要根据许多具体设计情况 (如机舱布 置、液舱布置、船舶静水力性能等)而定，因而使所提方案有限。把有可能改变非结构 质量的结点号码组存入有关数据文件，每一结点号码组代表一种方案，以备修改主文件 时使用。该数据文件中还有非结构质量性质数据。 4 程序设计 4．1 变量词典 4．1．1 子程序名 OPT：船体板架固有频率修改的主程序