基于船舶上層建筑隔振降噪的幾點分析

傅浩 黃漢鋒

（上海江南長興造船有限責任公司 201204）

基于船舶上層建筑隔振降噪的幾點分析

傅浩 黃漢鋒

（上海江南長興造船有限責任公司 201204）

減振降噪措施是船舶設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，是一個國家船舶發(fā)展的標志。船舶的上層建筑是船員的主要活動場所，以及放置一些重要儀器和設(shè)備。所以減振降噪對船舶的上層建筑十分重要，目前針對船舶的上層建筑進行隔振降噪的措施主要包括：艙室內(nèi)設(shè)備的減振措施；針對艙室內(nèi)的降噪措施；螺旋槳的減振措施等一系列的方法。

船舶上層建筑；減振；降噪

引言

隨著人們對生活空間質(zhì)量的要求的提高，所以船舶的要求不再僅僅局限于安全性、快速性，還要求船舶具有良好的舒適性。船舶的上層建筑是船員的主要活動場所，船體的噪音振動會帶來很多不利影響：①不利于人體健康和工作效率；②不利于船體壽命和結(jié)構(gòu)安全；③不利機電設(shè)備的正常工作。船舶的噪聲會給工作人員帶來煩躁情緒，從而影響到工作效率，嚴重的時候會危及到人們的體健康。所以人們對船舶的上層建筑艙室噪音標準提出了更高的要求。

1 船舶噪音分析

船上主要噪聲源分布及其船體船舶的途徑，根據(jù)噪聲源的不同，船體噪聲可以分為三類：①由空氣振動產(chǎn)生的空氣噪音，該噪聲取決于圍護結(jié)構(gòu)，其聲源主要是船用機械如柴油機發(fā)電機組，主機等，以及某些通風管道及管路如通風機、風管等；②由于固體振動而產(chǎn)生的機械性震動，一般稱為固體噪聲或結(jié)構(gòu)噪聲。該類的振動聲源主要有：螺旋槳和激勵船體表面的水流，這種情況下的船艙噪聲主要取決于船舶聲源振動的維護結(jié)構(gòu)；③由于高頻諧波磁場的相互作用，產(chǎn)生周期性的交變力從而引起電磁振動，即電磁性噪音。

2 減振降噪的措施

從聲源上控制噪聲是最積極有效的方法，但是受到技術(shù)與經(jīng)濟的限制，所以現(xiàn)在的研究大多集中在從傳播途徑上對其進行控制。對船舶進行減振降噪的主要原理是在噪聲或沖擊力傳播的過程中，對其聲波的傳播進行控制與屏蔽，或者在其傳播的過程中減弱。

2.1 艙室內(nèi)設(shè)備的減振措施

柴油機與發(fā)電機組是船舶艙室噪音貢獻最大的設(shè)備，另外他輔機、減速齒輪箱等機器設(shè)備在工作時也不可避免地產(chǎn)生振動與噪聲。這些設(shè)備產(chǎn)生的噪聲主要以空氣噪聲和結(jié)構(gòu)噪聲兩種形式存在，尤其在機器與結(jié)構(gòu)剛性安裝時，這種影響更為突出。結(jié)合振動的特點和聲音傳播的特性，一般會采取下面的措施對船舶上層建筑進行有效減振降噪：

（1）增加機座尺寸和剛性。設(shè)備機座剛性的提高可以有效的降低機械振動傳遞的振幅。理論上，在機座的剛度足夠大的時候，機座趨向于零振動。所以通過對機座的尺寸的增加可以有效的起到降低振動的作用。

（2）彈性支撐和彈性連接措施。彈性支撐一般是指采用隔振器，如有橡膠的隔振器和金屬隔振器等。

（3）阻尼材料的敷設(shè)。在艙室合適部位敷設(shè)阻尼材料，來減低噪聲聲波的船舶，同時緩沖振動。

2.2 針對艙室內(nèi)的降噪措施

艙室內(nèi)的噪聲主要包括空氣噪聲和結(jié)構(gòu)噪聲輻射引起的結(jié)構(gòu)噪聲，常見的是由于螺旋槳在尾艙壁上的振動而激發(fā)出的結(jié)構(gòu)噪聲。一般機艙的噪聲在90dB以上，該分貝下的噪聲已經(jīng)足夠損傷人的聽力，所以采取有效的綜合性的措施進行降噪處理勢在必行。降噪采取的措施主要有：

（1）低噪聲機器設(shè)備的選用。在對艙室內(nèi)的設(shè)備進行選擇時，需要滿足噪聲要求，選用低噪聲型號，這也是船艙噪聲控制的最有效的方法。如柴油機與發(fā)電機組是船舶艙室噪音貢獻最大的設(shè)備，在選用時需要滿足噪音指標。

（2）利用吸聲設(shè)施降低總噪聲級。多孔性材料或者纖維性材料如礦渣棉、玻璃纖維織物等是常見的吸聲材料。在聲波傳遞到吸聲材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，吸聲材料的會引起振動，從而導(dǎo)致材料之間相互摩擦，此時振動能轉(zhuǎn)換成熱能。

（3）采用隔聲罩。機器發(fā)出的噪聲由結(jié)構(gòu)噪聲和空氣噪聲組成。對于空氣噪聲，可通過采用隔聲罩，把機器封閉在除去必要的冷卻水和空氣進出口的有效的屏蔽的罩殼空間中，同時將吸聲材料盡可能多地敷設(shè)在罩殼內(nèi)部表面。而對于結(jié)構(gòu)噪聲部分，則應(yīng)該在機器和底座之間、罩殼和底座之間采用彈性安裝。另外在空氣的進出口處加裝消聲器。

（4）隔聲屏障的裝設(shè)。聲音的具有遇到堅硬的表面時能非常有效地反射的特點，如鋼板能夠反射大約99%的聲波，而且這種反射與聲音的頻率幾乎無關(guān)。裝設(shè)的隔聲屏障要想取得理想的效果，需要充分考慮其高度，尺寸需要大于波長。所以高頻噪聲的小型機械適合裝設(shè)隔聲屏障，而在以反射聲場為主導(dǎo)地位的機艙里則很難起到令人滿意的效果。

2.3 螺旋槳的減振措施

致振動和激起螺旋槳噪聲的主要原因是作用在螺旋槳的不均勻進流，所以對船的尾部進行改善，提高尾流場的均勻性，可起到減振降噪效果。具體措施有：

（1）型的改良。對船體進行改良，如采用雙尾線型、球尾或者優(yōu)秀的船模系列等方法對尾部伴流都有很好地改善。對船進行整流尾鰭的設(shè)置，將會取得很好的效果。

（2）加大螺旋槳和船體間的間隙

當螺旋槳與船體之間的間隙加大時，由螺旋槳產(chǎn)生的脈動壓力傳遞到船板的表面力會被大大的降低。有時螺旋槳與船體的間隙在無法增加，在這種情況下通常會使用減振穴的減振裝置，主要是利用密閉的空氣彈簧和水的吸振作用，對螺旋槳作用在船體上的表面力進行減弱。

除了上面的方法，還可以通過在螺旋槳上安裝導(dǎo)流管、選用大側(cè)斜螺旋槳以及增加螺旋槳槳葉數(shù)等方法來降低螺旋槳的振動。

3 總結(jié)

船舶上層建筑作為船的控制與指揮中心，除了裝有各種儀器設(shè)備之外，也是艦員的重要活動場所。所以該區(qū)域的振動與所受的沖擊會影響船舶的常工作，導(dǎo)致難以估計的后果。所以減低船舶上層建筑所受生物環(huán)境沖擊力和噪音是十分重要的一份工作。

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