多功能清淤船振动预报与控制技术研究

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我国拥有优越的内河航运条件,随着近年来经济的快速发展,内河航运的年运输量也越来越大,漕运、海运吞吐量也随着飞速增长,对港池和航道的水深要求也相应增加,对疏浚清淤的需求也在加大;随着我国城市的发展,对土地的需求越来越多,吹填造陆工程也逐渐增多。但是,目前很多航道由于多年的淤积,导致河床上升,吨位大的内河船无法通航,严重影响了运输效率,因此内河需要不断的清淤。
  我国内河水系非常发达,江、海、湖、库众多,内河航道及大陆海岸线较长,岛屿沿岸众多,这些河岸、海岸资源为水运和水利建设提供了诸多有利条件,同时也为疏浚行业的发展提供了巨大的市场。清淤船是用于航道疏浚、水利清淤、河道治理的重要装备,应用市场很大。目前我国拥有很多种大中型的疏浚清淤设备,以耙吸式、斗轮式和绞吸式挖泥船为主,数量很多并且分布在我国各个主要航道中,拥有非常强大的疏浚水平;内河运输系统中,不少疏浚船舶都属于中小型船,型式各种各样的。
  本文以多功能清淤船作为对象,通过ANSYS有限元软件对该船的振动特性进行分析。主要研究了以下内容:
  (1)计算目标船的固有特性。本文通过ANSYS软件中的板、梁单位建立该船的三维模型,附连水的质量通过经验法求得施加在模型上。最后通过有限元软件进行模态分析,计算出该船的固有特性。
  (2)计算目标船的强迫振动响应。通过对该船的主要振动源进行分析计算,将数值输入ANSYS软件,通过谐响应分析得到该船的强迫振动响应,分析了代表性位置的振动加速度响应特性。最后将计算结果和相关标准对比,得出结论。
  (3)特殊部位减振分析。强迫振动结果分析之后,发现船尾部数值较大,采取了两个措施,一是尾部进行局部加强,增加其刚性,二是在主要振动源主机下方加隔振单元。然后修改模型结构进行响应分析,将得到的结果分析总结,结果表明采取隔振器和尾部局部加强后减振效果明显。
  通过对多功能清淤船的结构有限元分析,掌握了多功能清淤船的振动特性,计算结果及控制方案为多功能清淤船的振动控制提供了参考。
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