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船舶有害振动预防措施（挪威船级社） 1

1. 总论 1

1.1 序言 1

目录 1

1.2 定义 2

1.3 振动原理 5

2．振动检验程序 10

2.1 概述 10

2.2 设计概念研究（阶段Ⅰ） 12

2.3 初步设计研究（阶段Ⅱ） 16

2.4 最终设计研究（阶段Ⅲ） 17

2.5 实例 18

3.1 概述 25

3．激振源 25

3.2 螺旋桨 26

3.3 主机 39

4．轴系振动 42

4.1 概述 42

4.2 纵向振动 42

4.3 扭转振动 47

4.4 回转振动 48

5．船舶结构振动 50

5.1 概述 50

5.2 船体梁振动 50

5.3 上层建筑振动 57

5.4 局部结构振动 62

5.5 尾部强迫振动 65

6．结构考虑 68

6.1 概述 68

6.2 尾部和上层建筑的刚度和支撑 68

6.3 滚装船上层建筑的刚度和支撑 70

6.4 上层建筑的局部甲板区域 71

6.5 尾尖舱结构的设计细则 72

7．衡准 78

7.1 概述 78

7.2 人体反应 78

7.3 螺旋桨的压力脉动 尾部振动 82

7.4 螺旋桨的压力脉动 尾尖舱结构 84

附录Ⅰ 挪威船级社（VERITAS）编制的计算机程序 87

附录Ⅱ 简易估算螺旋桨脉冲的实例 93

限制船舶振动影响设计的建议（法国船级社） 105

前言 105

第一章 引论 107

1.1 船舶振动概论 107

1.2 振动力学的基础 109

1.3 本指导文件的内容 113

1.4 符号 113

1.4.1 流体动力学 114

1.4.2 力学 115

1.4.3 等量换算 120

2.2.1 螺旋桨产生的激励 122

2.2 激励源的分析 122

2.2.1.1 尾流场概论 122

第二章 振动的激励 122

2.1 概述 122

2.2.1.2 由螺旋桨通过轴系产生的激振 123

2.2.1.3 螺旋桨产生的船体结构上 124

的压力脉动 124

2.2.1.3.1 推力（？）T引起的压力脉动 124

2.2.1.3.3 无空泡船体表面脉动 125

2.2.1.3.4 空泡的压力脉动 125

2.2.1.3.2 叶片厚度引起的压力脉动 125

2.2.1.3.5 船体涡流压力脉动 126

2.2.1.3.6 导管螺旋桨 126

2.2.1.3.7 尾轴隧下的螺旋桨 126

2.2.1.4 螺旋桨对附加装置产生的 126

脉动影响 126

2.2.2 主机产生的激励 127

2.2.2.1 一次激励 127

2.2.2.1.1 自由力和自由力矩 127

2.2.2.3 在船体梁钢结构上的主机产生的 134

2.2.2.2 二次激励 134

激励作用 134

2.2.3 波浪引起的振动激励 136

2.2.3.1 冲荡振动 137

2.3 激振的预防 138

2.2.3.2 弹跳振动 138

2.3.1 螺旋桨产生的激振预防 138

2.3.1.1 尾流场的改进 139

2.3.1.1.1 单桨船的尾部形状 139

2.2.2.1.3 横向力矩 139

2.2.2.1.2 内力矩 139

2.3.1.1.2 改善尾流场的其他装置 144

2.3.1.1.3 双桨船 144

2.3.1.2 传递给轴系的螺旋桨激振预防 144

2.3.1.2.1 叶片数 144

2.3.1.2.2 展开的叶片面积 145

2.3.1.2.3 叶片的侧斜角 145

2.3.1.2.4 螺旋桨直径 146

2.3.1.2.5 螺旋桨和舵之间的间隙 146

2.3.1.2.6 螺旋桨和船体之间的轴向间隙 146

2.3.1.3 压力脉动对船体结构的激励的预防 146

2.3.1.4.2 桨后舵 147

2.3.1.4.1 轴支架的支撑 147

的激励的预防 147

2.3.1.4 对传递到桨的附连装置上 147

2.3.2 主机产生的激励预防 148

2.3.2.1 主机制造厂提供的资料 148

2.3.2.2 船厂进行的研究或采取的措施 148

2.3.3 海浪产生的激振预防 151

2.3.3.1 冲荡振动的预防 151

2.3.3.2 弹跳振动的预防 151

2.3.3.3 预防冲荡振动和弹跳振动 152

现象的困难 152

2.4 减小激励 153

2.4.1 减小螺旋桨产生的激励 153

2.4.1.1 尾流场的改进 153

2.4.1.2 螺旋桨的修正 154

2.4.1.3 在尾尖舱外板上的开口 154

2.4.2.2 采取的措施 155

2.4.2.1 概述 155

2.4.2 减小由机器产生的激励 155

2.4.3 减小波浪引起的激励 156

第三章 推进装置和辅机的响应 158

3.1 概述 158

3.2 响应分析 160

3.2.1 桨-舵 160

3.2.2 轴系 161

3.2.2.1 扭转振动 161

3.2.2.2 纵向振动 161

3.2.2.3 侧向振动和进动（回旋振动） 161

3.2.3 柴油机 164

3.2.3.1 直接驱动的低速或中速机 164

相互依赖 164

3.2.2.4 关于轴系性能的静动现象的 164

3.2.3.2 齿轮传动的中速或高速机 165

3.2.3.3 辅机 165

3.2.4 蒸汽涡轮机 165

3.2.5 燃汽轮机 165

3.2.6 传动装置 165

3.2.6.1 具有蒸汽涡轮机或燃汽轮机 165

或柴油机推进设备的传动装置 165

3.2.6.2 辅机的传动装置 166

3.2.7 联结器 166

3.2.8 锅炉（主锅炉、辅锅炉、 166

废汽锅炉） 166

3.2.13 噪声 167

3.2.12 仪器 167

3.2.11 各种管系 167

3.2.10 辅助设备 167

3.2.9 冷凝器、热交换器 167

3.2.14 振动级监控（条件监控） 168

3.3 响应的预防 168

3.3.1 螺旋桨-舵 168

3.3.2 轴系 169

3.3.2.1 轴系和基座合理结构的确定 169

3.3.2.2 静力研究 171

3.3.2.3 动力研究 174

3.3.2.4 振动研究 177

3.3.3 柴油机 177

3.3.3.1 无齿轮传动的低速或中速柴油机 177

3.3.4—3.3.12 机舱其他装置 178

3.3.3.3 辅机 178

3.3.3.2 有齿轮传动的中速或高速柴油机 178

3.3.13 噪声 179

3.3.14 振动级的预防管理（条件监测） 179

3.4 响应的减小 179

3.4.0 概述 179

3.4.1 螺旋桨——舵 180

3.4.2 轴系 181

3.4.3 柴油机 181

3.4.3.1 低速和中速直接驱动机 181

3.4.3.2 带齿轮传动的中速或高速机 182

3.4.3.3 辅机 182

3.4.4—3.4.12 机舱的其他装置 182

3.4.14 振动级的预防管理（条件监控） 183

3.4.13 噪声 183

4.0 引论 184

4.0.1 概述 184

4.0.2 本章摘要 184

第四章 船体结构响应 184

4.1 限界 185

4.1.1 同船员不舒适有关的允许加速度 185

4.1.2 结构的最大允许振幅 188

4.1.3 主机和装置的允许振动速度 188

4.2 船舶结构振动的分析 188

4.2.1 船体梁振动 189

4.2.2 子部件振动 190

4.3 振动预防 191

4.3.1 引论 191

4.2.3 局部振动 191

4.3.2 建议 192

4.3.2.1 预防激振的一般建议的回顾 192

4.3.2.2 预防结构振动的有关建议和措施 192

4.3.2.2.1 概述 192

4.3.2.2.2 一般建议 192

4.3.2.2.3 轴系和推进机械机座的钢结构 193

4.3.2.2.4 机舱结构和船体尾部结构 195

4.3.2.2.5 上层建筑的钢结构 196

4.3.2.2.6 机舱棚的结构 198

4.3.2.2.7 小船的特殊情况 198

4.3.3 自由振动预报 199

4.3.3.0 概述 199

4.3.3.1.3 局部振动 200

4.3.3.1.2 部件振动 200

4.3.3.1 半经验公式或方法 200

4.3.3.1.1 船体梁振动 200

4.3.3.2 精确计算方法 208

4.3.3.2.1 用迁移矩阵法计算船体梁振动 208

4.3.3.2.2 用有限元法计算船体梁振动 209

4.3.3.2.3 用有限元法计算部件振动 209

4.3.3.2.4 用有限元法计算局部振动 210

4.3.3.3 试验过程 210

4.3.4 振动级的预报 211

4.3.4.1 激振力预报的回顾 211

4.3.4.2 当前预报振动级的可能性 211

4.4.1 振动原因的研究 212

4.4.1.1 激励 212

4.4 减振 212

4.4.1.2 结构响应 213

4.4.1.2.1 计算 213

4.4.1.2.2 船体测量 213

4.4.2 建议 214

4.4.2.1 大功率激励级 214

4.4.2.2 大的振动响应 215

4.4.2.2.1 减小振幅 215

4.4.2.2.2 减小动应力 216

4.4.2.3 特殊建议 216

附录 在本指导文件涉及的领域中，法国船级社进 218

行理论和试验研究的目录（各种研究参照本指 218

导文件各章） 218