引言:散货船甲板室的翼桥主要布置在船舶甲板的两侧,且一端为悬空设置。其材料刚度相较于散货船甲板材料较弱,在航行中容易发生共振现象,对船舶驾驶员与工作人员造成不良影响。在现代船舶发展理念的影响下,不断调整散货船甲板室翼桥的结构设计,制定不同的方案,找到降低振动的有效方法。
1 散货船甲板室翼桥结构设计
1.1设计原理
散货船甲板室翼桥结构设计的原理是满足航行的各个条件,设计团队通过实验与计算得出散货船的极限状态。并在散货船甲板室翼桥材料上进行优化,将环境因素的影响考虑进去。由于散货船甲板室翼桥位置较为特殊,容易产生振动与腐蚀的效果。因此,对其结构材料进行设计,使其满足设计规范要求。散货船甲板室翼桥的机构设计规范范围较大,包括结构的强度设计规范,剖面设计规范等。根据散货船甲板室翼桥结构特点,专业技术人员对承力构件进行研究。按照规范要求对刚度进行测量,对其支撑结构进行优化设计,使其满足散货船航行的要求。散货船甲板室一般以双层结构为主,散货船甲板室翼桥位于甲板室两侧,保持船体稳定运行。
1.2设计工艺
在专业技术团队的控制下,进行设计方案的制定,对方案进行不断改进。散货船甲板室翼桥斜板支架长度不足,需要加长支撑力臂,在斜板上进行机械开孔,提升结构设计的质量。同时,采用有限元的方法进行设计,对散货船甲板室翼桥的尺寸进行科学地调整,优化设计工作。在散货船甲板室翼桥的结构设计中,设计人员采用先进的设计理念,将大数据数字建模技术应用到散货船甲板室翼桥的结构设计中。通过仿真模拟外部环境,对散货船的航行状态进行分析。技术人员表示,当前设计的散货船甲板室翼桥有待改善,其承受压力的能力不足,容易产生事故。设计人员将仿真模拟训练中的细节进行准确记录,为改进散货船甲板室翼桥结构设计准备资料。在仿真模拟训练中,散货船甲板室翼桥悬空部位的长度设计不合理,对船舶的正常航行造成不利影响。对此,在散货船甲板室翼桥的长度上进行调整。
1.3结构优化
散货船甲板室翼桥结构的优化设计是为满足现代船舶行业的要求,在焊接使用上尽量减少。主要是由于焊接工艺容易出现材料变形,对结构的质量产生不利,因此,对焊接工作进行优化。散货船中出现焊接位置,需要及时打磨,对焊接处进行无损检测。在技术与设备的支持下,实现散货船甲板室翼桥质量保证。在结构形式上,在不改变船体强度的同时进行设计,简化散货船甲板上的装配,为散货船航行起到支持作用。保持散货船的线性,船速是散货船的基础,由于散货船甲板室翼桥结构问题导致散货船的线性遭到破坏,对散货船的发展极为不利。通过专家与设计人员的控制,先进技术的保障,使散货船甲板室翼桥的结构设计更加科学。散货船的装配设计也会影响散货船甲板室翼桥的结构,以技术手段调控,提高结构设计的标准,满足结构优化的设计理念。散货船甲板室翼桥结构优化在不断发展,加快技术创新与人才引进,为结构优化工艺提供动力源泉是散货船甲板室翼桥结构设计的关键。
2 散货船甲板室翼桥振动探究
2.1振动模态
在大数据技术与计算机技术的支撑下,对散货船甲板室翼桥振动模态进行分析。技术团队根据数字建模进行效果图设计,在效果图中,散货船甲板室翼桥的振型对应振动频率,技术人员对其进行准确记录,根据散货船甲板室的状态进行分析。经过实验人员的研究发现,散货船甲板室翼桥端部位置的振动幅度较高,而其他位置的振动幅度较低,在效果图与模型显示器中可以明确观察到。数字模型的建设,使振动模态效果图更加明显。其中阻尼系数与振动频率在不同数值内,比例关系不同。技术人员根据其数据信息的反馈,作出相应的效果图,为后续的减振设计提供数据参考。而散货船甲板室翼桥上材料位置的提供,其振型幅值与固有频率也不同,在某一点处的固有频率远远高于其它位置。在数字模型中,振型的具体幅值标记明显,有利于设计人员进行数据信息的采集使用[1]。
2.2减振设计
设计人员参考散货船甲板室翼桥的振动模态进行分析,对散货船甲板室翼桥端部位置进行处理,由于该位置振型幅值较高,对散货船甲板室翼桥极为不利,在航行中,产生共振会严重影响船员的生命安全。对此,进行有效的减振设计势在必行。例如,在某散货船甲板室中,技术团队根据数字模型进行研究。研究结果表明,一旦散货船甲板室翼桥固有频率在7到9赫兹之间,散货船甲板室翼桥就会出现共振,对船舶航行造成严重影响。对此,技术团队提出两种解决措施。第一,将散货船甲板室翼桥进行结构设计,改变其基础结构使固定频率进行提升,在9赫兹以上就不会出现共振现象。对此,船舶工作人员采用增加负重的方式改变散货船甲板室翼桥的固有频率。第二,通过控制主机的转速,将散货船甲板室翼桥的固有频率降低至7赫兹以下,能达到减振效果。通过专业团队的设计,对主机的转速与散货船甲板室翼桥固有频率进行控制,防止其出现频率相同现象,这是减振设计的基本理念[2]。
2.3振动监测
在船舶试航中,需要对散货船甲板室翼桥的振动效果进行监测,在符合要求后正式进入航行。在此过程中,需要按照国家标准进行监测。技术团队明确监测重点,首先,对广受关注的散货船甲板室翼桥位置进行振动监测。操作人员按照要求调整散货船甲板室内的载货量。在满载时,技术团队进行数据监测,测量重点位置散货船甲板室翼桥的端部位置。将振动的信息进行记录整理,并按照要求调整散货船甲板室的装载量,构建效果图使监测效果更加显著。其次,对监测数据进行结果分析,技术团队表示,在调整散货船甲板室翼桥振动时,装载量增加7吨,散货船甲板室翼桥的共振转速就会降低9转每分钟,纵向的振动幅度也会下降。技术人员通过专业信息进行计算,在将共振效果明显降低,不会影响航行后,允许船舶航行。
结论:综上所述,文章通过对散货船甲板室翼桥的结构设计,详细描述其基本原理,应用规范与重要作用。同时,通过大数据技术的使用,建立散货船甲板室翼桥振动模型,对其振动模态进行分析。采用增加附重,调节转速的方式减小船舶共振带来的不良影响,为船舶事业发展作出积极贡献。
参考文献:
[1]余昕,吴乘胜,金奕星,等. 加装节能导管的典型散货船自航CFD模拟与节能评估[J]. 船舶,2022,33(05):48-58.
[2]曹征宇,王怡,李昱鹏. 大型双燃料散货船LNG燃气供应系统电气设计[J]. 船海工程,2022,51(01):94-97+102.