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摘要：在船舶动力学结构领域当中，有关激励载荷的确定以及模型简化一直都是船舶结构动力学理论研究难点及重点问题。尤其是在舰船减振降噪领域：一方面是因为舰船的结构特点非常复杂，通常情况下测量实船设备振动激励载荷非常困难，舰船设备振动激励载荷多半是由试验台架进行测量才能得到的，但是，舰船的实际结构和实验台架的刚度及阻尼等其他设备之间存在着一定的差异，所以，眼下为最重要的任务就是怎样才能将试验台架测得设备激励载荷转化成为实船的真实激励载荷；而另外一个方面是在分析船舶结构水下振动以及声辐射数值的过程中，因为船体结构及设备太过复杂的特点，在分析全船的设备和船体的整体结构就太不经济、现实了。
关键词：设备激励力；船体结构；噪声预报
引言
现如今，对舰船振动噪声的研究主要是集中在了三个方面，分别是：振动噪声系统的输入，即振动噪声源的分析、舰船结构的振动系统即振动传递与衰减的分析和研究振动的输出问题即振动声辐射。然而，有关振动噪声系统的振动噪声源的分析相对较少，只有在对系统隔振效果进行分析时才会涉及到振动噪声源的简单探讨，对设备激励载荷和舰船结构藕合机理的分析少之又少。
1 设备对安装基础激振力
多年以来，各个国家通过对设备激励载荷进行探索研究形成了一套完整的动态机构的激振力估算方案的相关理论，先进国家已经形成了各自的相关舰船设备激励载荷测量的具体实施标准，同时在进行对设备激励力估算的过程当中对舰艇的测量方法以及环境都符合相关的规定及要求。
但是从整体上来说，设备对船体结构的激励载荷的研究成绩主要集中在了三个方面，分别是最小乘法、直接求逆的间接估算方法和模态坐标变换等其他方法上。从目前的研究情况上可以看出，研究的主要内容是在频域范围内关于设备的激振力，并且还形成了一套完整的频域范围内的设备内源特性估算方案，但是问题还是比较多，仍然需要进一步的完善和细化。但是，由于在时代的研究领域起步相对较晚，并且在诸多方面的研究还不够深，距离实际的工程还是相差一段距离，所以还是很有大的发展前景和非常大的研究价值。
2 设备对船体结构激励力的估算
根据船体结构设备激励载荷的估算，这篇文章将“设备—隔振器—设备的安装基础”进行了简化。除此以外，由于船体的结构设备特点较为多样化，不同的船体结构所需要的设备也会有所不同，从而导致设备对船体结构激励力的估算方法也存在着一定的差异。目前，在不平衡的激励力单独作用下，设备对船体构造激励力是按照计算方式进行分析的，设备与船体构造安装基础的激励载荷设备与船体构造安装基础之间的关系非常紧密。比如：典型设备是通过隔振器与安装基础来进行的连接的，当出现设备只有不平衡激励力的时候，船体构造与安装基础组成的振动系统就会只有纵向振动的现象，如果从自由速度的方面来进行分析，自由振动系统中的设备内源特征是不会随着安装基础的变化而发生变化的，在加上设备与隔振器以及安装基础这三者之间是存在藕合的，因此，设备对船体构造安装基础的激励力不仅与自身的设备有关，同时也和安装的基础有直接的关系。
这个情况下，可以将振动系统的设备当作是一个质量板块，船体构造的质量为me，其大小为F=F0ejwt的不平衡激扰力。而相对设备的质量来讲，隔振器的质量相对较小，一般情况下可以将其忽略不算，或者是将其简化为刚度为kj、阻尼为cj的弹簧。在振动系统模型中，可以把弹性安装基础当作弹簧（如图1所示）。
r代表内壳半径，lFBI表肋骨间距，h1、h2分别代表外壳半厚度与内壳半厚度，h3则代表封板厚度。圆柱壳体中间全为流体，双层圆柱壳体位于无限外流场内，壳体、环肋、纵骨所用材料相同，耗损参数是0．01，弹性模量=2．1e+11N/m2，密度为7800kg/m3，泊松比是0．3，流体密度是1024kg/m3，声速度是1500m/s。低频段时按照有限元方法进行运算，其准确率较高，计算频率通常取0～100Hz，流场半径为最大声波波长的20%，于流场人工边界面上应用波包络声无限单元。
结束语
这篇文章主要依据不平衡力为主的设备进行了深层次的研究探讨，把设备-隔振器以及体结构视为一体的多自由度振动系统，并根据振动理论组建了设备与安装的基础藕合动力分析模型，进一步推动引导了设备对安装基础的激励力计算方法；与此同时，在此基础之上，推出了合理的设备对船体结构的激励力计算公式，也提出了设备与船体结构耦合动力的简化方法，并且对算例进行了验证。
参考文献：
[1] 朱理，庞福振，王雪仁等.设备与船体结构耦合振动机理研究[J].船舶力学，2013（6）：680～688．
[2] 严斌，吴文伟，刘忠族.机械设备振动源特性研究[J].船舶力学，2010，14（10）：1180～1188．
论文作者:徐龙,朱宏伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/4
标签：设备论文; 船体论文; 结构论文; 载荷论文; 舰船论文; 基础论文; 噪声论文; 《基层建设》2017年第25期论文;