5S50ME—B9.2主机振动以及实船验证分析
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大型邮轮船体部分航行试验要点分析
贺明鸣;张新桥
【期刊名称】《船电技术》
【年(卷),期】2024(44)5
【摘要】为更准确地测试邮轮的快速性、操纵性、舒适性等性能指标,对未来的航行安全提供重要的参考依据,交船前需进行航行试验。
本文基于国产首制大型邮轮的实船试航情况,并参照规范和实船数据,分析了大型邮轮航行试验中,船体试验方面的航速测试、操纵性测试和振动噪声测试的流程和要点,并提出相关改进措施,以达到更好的试验结果,满足规范和船东要求,并可为后续建造的大型邮轮提供参考。
【总页数】5页(P53-56)
【作者】贺明鸣;张新桥
【作者单位】中船邮轮科技发展有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U674.11
【相关文献】
1.船体部分试航试验要点分析
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测量仪评估报告----S092-III型振动(异音)测量仪一、目的通过实际测量实验找到S092-III型振动(异音)测量仪与丹麦B&K振动测试仪之间的比较可靠的关系,从而能用S092-III的DB读数去估计B&K的加速度读数。
二、实验地点SHB实验室(丹麦BK振动测试仪),SHB噪音房(S092-III型振动(异音)测量仪)。
三、实验时间2005年7月27日至7月31日。
四、实验人员罗勇,王俊芳。
五、测试条件1)被测产品:84只通用抬高马达,其中28只自生产线下线、进噪音房前抽出;其余的56只从返修车间取得,其中28只没有印字的为生产线调电流工序因振动问题打下的马达,另外28只印有型号等标识的为噪音房因振动而退出的马达。
按编号,1-28号马达为在生产线上通过最初的振动测试但仍有可能有些马达在噪音房因为振动被退出,其余56只马达是被我们的生产线最终确定为振动次品的马达。
2)测试电压:12.5伏3)马达空载六、测试及测试结果分析方法1)将84只马达在实验室中丹麦BK振动测试仪上,按相应技术要求测出马达在炭刷盖端两磁瓦中间位置和减速箱盖位置的(正/反转)振动指数-加速度(m/s2 ), a-机壳(CW/CCW) 和a-端盖(CW/CCW).2)在噪音房的S092-III型振动(异音)测量仪上测出此84只马达(正/反转)的高频(1800-10000Hz)、中(300-1800Hz)、低频(20-300Hz)及通频(20-10000Hz)的数值:高频(CW/CCW), 中频(CW/CCW), 低频(CW/CCW)和通频(CW/CCW)。
3)将a-机壳(CW/CCW)两组读数合为a-机壳,高频(CW/CCW)读数合为高频,中频(CW/CCW)读数合为中频,低频(CW/CCW)读数合为低频,通频(CW/CCW)读数合为通频,并保证好读数间的对应关系。
这样每对读数共有168组,应该在一定程度上覆盖了我们生产中可能出现的振动程度情况。
船体振动分析的实船验证及改进方案船体振动分析在船舶设计和运行中具有非常重要的作用。
通过分析船体的振动情况,可以减少船体的疲劳裂纹和振动噪声,保证船体的结构安全和生产效率。
但是,船体振动分析理论和实际情况存在差异,因此必须进行实船验证和改进方案。
实船验证主要是通过实际的船舶使用情况,对分析结果进行验证和校对,以改善振动计算模型的准确性。
根据验证结果,可以进一步优化船体结构和减少振动噪声。
具体来说,实船验证的基本步骤如下:首先,通过振动计算模型获得船体振动的振幅和频率,然后在船舶运行时进行振动测量。
在测量过程中,需要选择合适的测量仪器和测量位置,以保证测量结果的准确性。
此外,还需要考虑环境因素对振动测量的影响,例如海洋波浪和风力等。
通过对测量数据的分析和比较,可以确定振动计算模型的误差和缺陷,并针对性的对模型进行改进。
改进方案包括以下方面:1、结构优化船舶的结构设计是减少振动的重要因素之一。
通过对船体结构的优化设计,可以减少结构的自然频率,提高结构的刚度和强度,从而降低振动幅度。
在具体实践中,可以通过改变船体板材的厚度、强化船体结构的支撑和加强船体的刚度等方式进行优化。
2、船舶维护和保养船体振动的另一个重要原因是船舶的磨损和老化。
为了减少船体振动,需要对船舶进行定期维护和保养,确保船舶的各部件处于良好的状态。
例如,定期检查和更换船舶橡胶支座、平衡船体载荷和注意船舶的航速等都可以有效减少船体振动。
3、船舶运营管理船舶的运营管理对减少船体振动也非常重要。
通过合理的运营管理以及规范的操作规程,可以有效减少船体振动。
例如,合理控制船舶的载重量、稳定性和分布等,采取减速慢行的方式减少船体振动等。
综上,船体振动分析在船舶设计和运行中具有非常重要的作用。
通过实船验证和改进方案,可以提高振动计算模型的准确性,减少船体振动幅度和噪声,确保船舶结构的安全和效率。
相关数据分析是通过对各种数据的收集、整理、处理和分析,从中获取有用的信息和结论的过程。
船体振动分析的实船验证及改进方案
柯耀星;刘阳;张晓彤
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2016(038)006
【摘要】船体振动有限元分析的方式已广泛应用于船舶结构设计之中,但在设计初期许多计算因素无法精确模拟,因此振动分析的结果与实船的最终状态可能存在一定偏差。
本文以某型 LNG船为实例,简要介绍船舶建造过程中,通过有限元检验振动分析结果的方式。
以及船舶建造结束后,简单、可行的全船及局部振动性能改进方案。
通过比较分析,得到经济可行的船舶减震方案。
【总页数】5页(P105-109)
【作者】柯耀星;刘阳;张晓彤
【作者单位】中国船级社,北京 100007;沪东中华造船集团有限公司,上海200129;沪东中华造船集团有限公司,上海 200129
【正文语种】中文
【中图分类】U663.2
【相关文献】
1.船舶尾气脱硫装置实船验证技术分析 [J], 付金奇;林永祥
2.基于CFD实尺2339标准箱集装箱船的阻力分析和实船验证 [J], 邵汉东;杨富茗;田晓庆;赖祥华
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船用主机台架试验报告1. 背景船用主机台架试验是船舶工程中的一项重要环节,旨在验证船用主机的性能和可靠性。
本报告对一次船用主机台架试验进行了详细的分析和总结,并提出了相关建议。
2. 分析2.1 试验目标本次试验的目标是评估船用主机的功率输出、燃油消耗、振动和噪声等性能指标,以确保其符合设计要求和规范标准。
2.2 试验方案试验采用了以下方案:•安装:将船用主机安装在台架上,并连接相应的传感器和测量设备。
•负载测试:通过改变负载条件,测试不同工况下的功率输出和燃油消耗情况。
•振动测试:使用加速度传感器测量主机振动情况,并进行频谱分析。
•噪声测试:使用噪声仪测量主机运行时产生的噪声水平。
2.3 数据分析根据试验数据,我们对各项性能指标进行了详细分析:•功率输出:根据不同负载条件下的测试结果,绘制了功率输出曲线。
发现主机在额定负载下能够稳定输出设计功率,并且在部分工况下还有一定的过载能力。
•燃油消耗:通过测量燃油流量和功率输出,计算了主机的燃油消耗率。
结果显示,主机在额定负载下的燃油消耗率符合设计要求,并且在部分工况下还有一定的节能潜力。
•振动:振动测试结果显示,主机在运行过程中存在一定的振动,但振动幅值在合理范围内,并未超过规范要求。
频谱分析结果表明,主机振动主要集中在低频段,这对船舶结构的影响较小。
•噪声:噪声测试结果显示,主机运行时产生的噪声水平较低,并未超过规范限制。
这说明主机具有良好的噪声控制性能。
3. 结果基于以上分析,我们可以得出以下结论:•船用主机在试验中表现出良好的性能和可靠性。
•主机能够稳定输出设计功率,在部分工况下还有一定的过载能力。
•主机的燃油消耗率符合设计要求,并且在部分工况下具有节能潜力。
•主机的振动幅值在合理范围内,并未超过规范要求。
•主机运行时产生的噪声水平较低,符合规范限制。
4. 建议基于以上结果,我们提出以下建议:•在实际船舶工程中,应充分考虑主机的功率输出和燃油消耗性能,以确保船舶的正常运行和经济性。
船用5059铝合金材料及焊接接头低温疲劳试验以及寿命评估目录一、内容概览 (2)1. 研究背景和意义 (2)2. 国内外研究现状 (3)二、船用5059铝合金材料性能研究 (5)1. 5059铝合金的概述及特点 (7)1.1 铝合金的分类与特性 (8)1.2 5059铝合金的性能及适用范围 (9)2. 船用环境下的性能变化 (10)2.1 船载环境对材料性能的影响 (11)2.2 5059铝合金在船用环境中的性能表现 (13)三、焊接接头性能分析 (14)1. 焊接工艺及参数优化 (15)1.1 焊接方法的选择 (16)1.2 焊接工艺参数优化研究 (17)2. 焊接接头的力学性能测试 (18)2.1 拉伸强度测试 (20)2.2 弯曲性能分析 (20)2.3 冲击韧性测试 (21)四、低温疲劳试验设计与实施 (22)1. 试验目的和原理 (23)1.1 试验的主要目的 (25)1.2 低温疲劳试验的原理和方法 (25)2. 试验材料与设备 (26)2.1 试验材料的准备 (27)2.2 试验设备的选择及校准 (29)3. 试验过程及步骤 (29)3.1 试样的制备与安装 (30)3.2 试验条件的设置与实施 (31)3.3 数据采集与处理 (32)五、低温疲劳试验结果分析 (33)一、内容概览本报告深入探讨了船用5059铝合金材料在低温条件下的疲劳性能及其焊接接头的寿命评估。
报告首先概述了铝合金材料的基本特性及其在船舶制造中的重要性,随后详细分析了5059铝合金的化学成分、机械性能以及焊接工艺的特点。
在此基础上,报告重点阐述了低温疲劳试验的方法、步骤和试验结果分析,揭示了焊接接头在不同低温环境下的损伤机制和寿命预测方法。
此外,报告还对船用5059铝合金焊接接头的低温疲劳寿命进行了系统的评估,包括试验数据整理、统计分析和寿命预测模型的建立。
报告总结了研究成果,并对未来研究方向和应用前景进行了展望,为船舶制造和材料科学领域提供了重要的参考。
5S50ME—B9.2主机若干问题的探讨1 概述由于柴油机是船体振动的一个重要激振源,尤其是二冲程低速柴油机的不平衡力矩,会对船体总振动产生较大影响。
当柴油机不平衡力矩引起的激振频率与船体的自振频率接近时,会引起共振,产生较大的危害。
由于船厂的39K散货船选用的是燃油经济性较高的MAN的二冲程低速柴油机5S50ME-B9.2主机,因此应对该型主机的不平衡力矩对于船舶总振动的影响进行分析。
2 主机振动研究评估一阶力矩以一倍的发动机转速频率起作用,一般除四缸机外,一阶力矩并不会产生振动问题,并且一阶不平衡力矩通常已由主机本身通过装设平衡块或调整发火次序预先进行了平衡,因此主要是分析主机的二阶不平衡力矩的影响。
二阶力矩以二倍柴油机转速频率起作用,且二阶力矩只作用于垂直方向。
对于二冲程柴油机,特别是对于本船所选择的5S50ME-B9.2主机,二阶不平衡力矩较大,可能激发船上有害的振动,需通过先期的估算,考虑是否配置平衡补偿装置,从而将其影响控制在可以接受的范围内。
根据主机厂家MANDIESEL&TURBO所提供的经验估算方法,该方法在经验数据的基础上给出一个数值PRU(Power Related Unbalance),通过核算PRU值,对不平衡力矩对船舶总振动的影响程度进行评估,考虑是否采取进一步分析和控制措施:PRU<60,一般不必考虑不平衡力矩的影响;60<pru<120,基本可不考虑安装平衡补偿装置;120<pru<220,要考虑安装平衡补偿装置;220<pru,必须考虑不平衡力矩的影响,需安装平衡补偿装置。
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<>根据主机厂家MANDIESEL&TURBO提供的计算方法:PRU=Ma*1000/Ps;Ma=M1×(na/n1)2式中:Ma为SMCR功率点下的不平衡力矩,kN·m;M1为MCR功率点的不平衡力矩,kN·m;n1为MCR功率点的转速,rpm;na为SMCR功率点的转速,rpm;Ps为SMCR功率,kW。
5S50ME—B9.2主机振动以及实船验证分析作者:曹艳东
来源:《中国高新技术企业》2015年第17期
摘要:文章通过前期对主机二阶不平衡力矩对于船舶总体振动影响的评估,并经过试航时实船振动测量验证,判断是否在舵机舱安装电子式二阶力矩补偿器,从而为后续的系列船是否安装提供依据。
关键词:主机振动;二阶不平衡力矩;补偿器;实船验证;船舶总体振动文献标识码:A
中图分类号:U260 文章编号:1009-2374(2015)18-0117-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.18.059
1 概述
由于柴油机是船体振动的一个重要激振源,尤其是二冲程低速柴油机的不平衡力矩,会对船体总振动产生较大影响。
当柴油机不平衡力矩引起的激振频率与船体的自振频率接近时,会引起共振,产生较大的危害。
由于船厂的39K散货船选用的是燃油经济性较高的MAN的二冲程低速柴油机5S50ME-B9.2主机,因此应对该型主机的不平衡力矩对于船舶总振动的影响进行分析。
2 主机振动研究评估
一阶力矩以一倍的发动机转速频率起作用,一般除四缸机外,一阶力矩并不会产生振动问题,并且一阶不平衡力矩通常已由主机本身通过装设平衡块或调整发火次序预先进行了平衡,因此主要是分析主机的二阶不平衡力矩的影响。
二阶力矩以二倍柴油机转速频率起作用,且二阶力矩只作用于垂直方向。
对于二冲程柴油机,特别是对于本船所选择的5S50ME-B9.2主机,二阶不平衡力矩较大,可能激发船上有害的振动,需通过先期的估算,考虑是否配置平衡补偿装置,从而将其影响控制在可以接受的范围内。
根据主机厂家MANDIESEL&TURBO所提供的经验估算方法,该方法在经验数据的基础上给出一个数值PRU(Power Related Unbalance),通过核算PRU值,对不平衡力矩对船舶总振动的影响程度进行评估,考虑是否采取进一步分析和控制措施:PRU
根据主机厂家MANDIESEL&TURBO提供的计算方法:
PRU=Ma*1000/Ps;Ma=M1×(na/n1)2
式中:Ma为SMCR功率点下的不平衡力矩,kN·m;M1为MCR功率点的不平衡力矩,kN·m;n1为MCR功率点的转速,rpm;na为SMCR功率点的转速,rpm;Ps为SMCR功率,kW。
对于本船的5S50ME-B9.2主机,M1值可由MANDIESEL&TURBO提供的Project Guide 中查得为1209kN·m。
n1=117rpm,na=99rpm,Ps=6050kW。
根据上式计算的PRU值为143.1,大于120,所以需要考虑在舵机舱安装电子式的二阶力矩补偿器,船厂已在39K散货船的首制船上安装了该装置,并需要在试航阶段进行验证,根据试航时的实船振动测量,决定是否配备该装置。
3 实船验证分析
该项研究及验证工作的关键是,要在船舶试航压载状态下,测出船体振动的二阶共振频率,当主机转速达到该转速频率时,船体就会产生共振,并要在此条件下测量振动是否超出规范标准要求。
根据MAN服务工程师提供的测量方法,试航时船舶在压载吃水下处于自由状态,主机停车,船上无其他振动作业,开启位于舵机舱的电子式二阶力矩补偿器,给船体施加激振力,二阶力矩补偿器转速在80~220rpm之间运行(相对应于主机的转速是40~110rpm),由MAN 服务工程师用MAN提供的专用仪器测出船体振动的共振频率。
然后主机在该转速频率下运行,船舶处于直线航行状态,关闭电子式二阶力矩补偿器,分别在舵机舱、机舱底层、下平台、上平台、主甲板、A甲板、B甲板、C甲板、驾驶甲板等靠近船舯的位置测量船体的振动并记录;然后开启电子式二阶力矩补偿器,再次测量上述位置的振动并记录。
两次测量结果对比可以得出补偿器的减振效果。
根据减振效果从而判断是否安装电子式二阶力矩补偿器。
按照上述MAN服务工程师提供的测量方法,由MAN工程师测量出的船舶试航时压载状态下的二阶共振频率如表1所示。
由于54.46rpm的转速位于主机转速禁区53.5~64rpm之间,船舶实际运营时主机转速会快速通过该转速禁区,所以不用考虑主机在该转速下引起的振动,而103.14rpm的转速超出了主机最大的额定转速99rpm,所以也不用考虑主机在该转速下引起的振动。
因此,只需测量主机在82.5rpm转速下引起的船体振动。
试航时实测的结果参见表2。
通过对比上面的测量结果可以看出:在补偿器关闭和开启的条件下,振动都未超出标准值,并且在开启补偿器的条件下,也没有明显的减振效果。
因此根据试航时实船测量结果判断,该船无需在舵机舱安装该补偿器。
4 结语
通过首制船的试航验证,在主机的共振转速下(82.5rpm),在电子式二阶力矩补偿器关闭和开启的条件下,发现振动都未超标,并且在开启补偿器的条件下,也没有明显的减振效果。
因此决定不需要在舵机舱安装电子式二阶力矩补偿器,从而在后续的系列船上也无需安装该设备,节约了成本,也为舵机舱省出了较大的空间,便于船体结构设计以及其他设备的布置,同时也实船验证了配备了5S50ME-B9.2主机的39K散货船的防振动性能设计优良,在同等型号的散货船中具有较大的竞争优势。
参考文献
[1] 金咸定,夏利娟.船体振动学[M].上海:上海交通大学出版社,2011.
[2] ISO6954:2000(E)国际振动测量标准[S].
作者简介:曹艳东(1981-),男,河南新乡人,江门市南洋船舶工程有限公司工程师,研究方向:船舶轮机系统设计。
(责任编辑:蒋建华)。