波浪中船體結構機械阻抗的分析方法研究

葉永林，唐建飛，陳 斌，倪其軍

(1.中國船舶科學研究中心，江蘇 無錫214082;2.總裝備部陸軍裝備科訂購部車船局，北京100034)

模態分析法是近年來迅速發展起來的一種分析大型復雜結構動力學問題的有效手段，能以較少的自由度，全面而精確地描述復雜結構的振動特性，從而大大簡化問題的分析與計算。

船舶水彈性力學方法是在模態疊加原理基礎上，把流場和結構的運動與變形作為一個完整的系統來進行分析，能有效地分析結構的附連水質量及濕諧振頻率等水動力系數與結構固有特性。三維水彈性理論自上世紀80年代初建立以來，已由頻域到時域，由線性發展到非線性［1-2］，越來越多地應用到大型船舶［3］、極大型浮體［4］及高性能船。

文獻［5］討論了加肋圓柱殼體等簡單結構的機械阻抗，分析不同水深等工況下機械阻抗的變化情況，將船舶水彈性力學分析方法初步應用于浮體結構的阻抗分析。本文針對大型有限元結構——一艘小水線面雙體船(SWATH)，對其設備基座結構的機械阻抗的分析方法展開討論，探討工程上適用的彈性模態數量的影響，以期形成較為簡單、有效的工程分析方法。

1 三維水彈性力學簡介

1.1 水彈性力學運動方程

假定結構在外力激勵下強迫振動的幅值為小量，則根據結構模態疊加原理，結構的動位移可用主振型位移的疊加表示

式中:u——結構任意一點的位移;

ur——該點第r階位移振型;

pr(t)——第r階主坐標;

m——選取的模態總數。

廣義線性水彈性力……