船舶機械設備噪聲振動特性的分析

安康

摘 要：現(xiàn)如今船舶已經成為我國民用運輸業(yè)的主要組成部分，民用船舶一般又分為運輸船、工程船、漁船、港務船等。現(xiàn)代的船舶技術復雜、數據精密，同時這也反映了一個國家的科技發(fā)展水平和工業(yè)水平。船舶的種類繁多，本文主要是針對船舶機械設備的噪聲振動特性，描述船舶機械的概念，船舶噪聲源的研究、噪聲對船員的危害以及設備安裝和噪聲振動來進行船舶機械設備噪聲的測試方法，通過分析、整理進行歸納總結。

關鍵詞：船舶機械設備，噪聲振動

引言：隨著科技的發(fā)展，船舶的排水量和動能越來越大，對船舶的噪聲設計已經成為船舶設計的重要因素，在民用船舶領域也有很多研究，不同的設計過程有著不同的水平測試評估，在噪聲評估中，對水下聲輻射評估的研究還是比較有成效的，但是對于機械振動源的研究，國內還沒有確切的討論過，肯定也有很多問題沒有得到有效的解決，所以對船舶設備噪聲振動的特性仍需要繼續(xù)研究。

一、船舶機械設備的概念

現(xiàn)代船舶的做工精細、船體的結構堅固、航海性能強，擁有良好的性能，可以體現(xiàn)一個國家的工業(yè)科技水平。船舶結構復雜，由成千上萬個機械設備組成，一般由船體的結構設置、設備系統(tǒng)，動力裝置，通信、導航裝置，線路裝備，防護設施，以及工作和生活艙室以及所需要的油、水等必備用品組成。這些環(huán)節(jié)都不能出現(xiàn)任何的失誤，如果說其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤，哪怕一點小失誤都可能會導致船艇無法正常行駛。

民用船舶主要有運輸船舶和漁船、工程船和港務船，船舶根據名稱也可以分為兩類，這些定義并不存在明顯的界限。根據以前對船舶隱身性能的研究，主要在于船舶機械噪聲、推進器噪聲進行控制、以及消聲瓦技術等等。

二、船舶的輻射噪聲源以及噪聲數據庫

1、船舶的主要噪聲源

船舶的主要噪聲源包括機械和螺旋槳噪聲，機械噪聲簡而言之是噪聲在低頻率階段的噪聲，在低速航行時，船舶的輔機是主要的自噪聲源，與航速幾乎無關。 機械和螺旋槳噪聲的大小取決于船舶的頻率、航速和航深。相比于特定的航速和航深，船舶存在一個臨界點，當低于所要達到的標準點時，主要成分是機械和螺旋槳的線譜；高于這個點時，譜主要成分是螺旋槳空化連續(xù)譜。

柴油機也是船舶輪機中主要噪聲源之一，而柴油機噪聲的主要是通過排氣來制造噪聲。柴油機排氣溫度一般可高達450～500℃，并且排氣中含有油煙霧，加上船舶上空間位置很小，尤其是小船舶，柴油機功率又很大，留給消聲器的空間尺寸更小，要同時兼顧大的消聲量與小的阻力損失兩項指標，所以目前的噪聲還需要進一步研究。

2、噪聲數據庫的建設

有關數據庫的建設的內容非常繁瑣，它涉及到數據庫的軟硬件建設，從管理制度的建設到整個噪聲數據的整合、分析、研究等等，然后再是特征統(tǒng)計建立模型，船舶的噪聲數據作為重要的特征參數，根據研究數據庫的理論知識和實際經驗，可以在噪聲測試和分析中建立噪聲管理系統(tǒng)，完善數據庫信息管理體系的建設，讓數據發(fā)揮它應有的作用，來滿足對船舶噪聲數據的全面了解和不斷改進的急切需要。數據庫的設主要有以下的幾個方面：

（1）數據庫的體系結構設計和網絡拓撲結構設計。

（2）數據庫的實驗室環(huán)境及安全保密設計與建設

（3）數據庫的硬件平臺建設、網絡組建

（4）建立噪聲統(tǒng)計模型，并對噪聲的特性進行探究。

對于噪聲數據進行進一步的探索，根據不同應用的接口研究，建立面向應用的演示、仿真系統(tǒng)等等。

三、船舶噪聲的危害及降低噪聲的好處

1、船舶噪聲的危害

船舶的輻射噪聲，是被動聲納的聲源信號，存在一定的噪聲危害；在運輸中會由于運行過程中的水動力時產生噪聲，水中物品也會因為發(fā)射產生噪音。有些船舶的噪聲很大，噪聲源繁多，噪聲的強度比較大，有關輻噪聲的危害有以下幾點：一方面在運輸途中造成不便；其次還有可能遇到海洋某種生物，導致船舶自身受到損害；并且干擾本船的水聲設備對海洋生物也會帶來影響等等。

2、船舶噪聲對船員的危害

船舶的噪聲來源復雜，強度大，對船員的各個身體方面都有危害，很多國內外船舶專家對噪聲對艇員的危害做了大量研究報告，了解船員所處的工作環(huán)境。下面是船舶的噪聲對船員的危害：

（1）噪聲作用于人的中樞神經系統(tǒng)，經常性的在噪聲環(huán)境中容易引起大腦皮層功能異常，使興奮和抑制平衡功能失調，反射弧遲緩，影響思考，反應遲鈍，對外界的事情感知較慢。

（2）影響睡眠，長期工作會產生積累效應，使人出現(xiàn)頭暈、頭痛、煩躁、失眠、心悸、惡心、記憶力減退等神經衰弱癥，導致工作效率降低，注意力不集中，引起工作事故。

（3）造成心血管等疾病，因人而異，有些人心率、血壓、心電圖的變化很大，人體免疫力下降，心臟功能衰弱等等。

（4）在特殊條件下，如果船員暴露在強噪聲下的時間加長，容易形成急性聽力損傷，由于船舶所有艙室和部位都存在噪聲，船員工作結束后繼續(xù)處在噪聲環(huán)境中，不能很好的休息得不到完全放松、恢復，使聽覺疲勞或損傷不斷的累積，最終容易導致永久性聽力損傷。

3、降低船舶噪聲的好處

（1）、降低對沿岸居民的干擾，提高沿岸居民的身體健康，按照國家標準，交通干線兩側居民區(qū)執(zhí)行四類噪聲標準，晝間噪聲應小于70dB，夜間應小于55dB。

（2）、減少運輸途中船舶機械噪聲的污染，可以保護海洋生物及生態(tài)環(huán)境。

（3）、保護船員的聽力，盡量減少對船員身體損害，把船上工作人員的聽力損失減少到最低，提高身體免疫力。

四、減少船舶海下噪聲控制測試建議

因此，各國一直在研究船舶海下噪聲控制措施，希望減少噪聲的污染，減少船舶噪聲對船員的傷害，根據對未來船舶噪聲控制，主要提出如下幾點建議：

（1）加強船舶噪聲控制的設計，要重視、加強航行使用中噪聲控制問題的研究。

（2）要加大對船舶噪聲的控制，進行自主創(chuàng)新，加大對噪聲控制技術的研究，并通過研究發(fā)展減少船舶的噪聲。

（3）加強對噪聲控制技術的管理，加強船舶不同型號之間噪聲控制。采用噴水推進等新型的推進系統(tǒng)。

（4）隔振、阻尼也是降低船舶上機電設備噪聲的主要手段，但是敷設消聲瓦應該注意，艇體需要光滑一點，可拆板、舾裝件在結構上應做合適嗯調整，來保證表面與消聲瓦一致。

五、總結

隨著科技的進步，我國在民用船舶領域的力量也得到了極大的增強，但是國內的技術并不十分完善，噪聲大的船舶會妨礙通訊，干擾控制信號的接收，如果工作人員長期在這種刺激下，可能會引發(fā)各種疾病，最終導致身體免疫力下降。因此，我們要繼續(xù)研發(fā)安靜型船舶，為國家進步、生態(tài)保護、人員安全等各方面保駕護航。

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