船舶的噪声与振动控制
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船舶轮机振动噪声控制综述【摘要】船舶轮机振动噪声是船舶运行中不可避免的问题,给船舶乘员和周围环境带来了巨大的危害。
为了控制船舶轮机振动噪声,研究人员提出了多种技术和方法,如隔振装置、减振材料等。
通过案例分析可见这些技术和方法在实际应用中取得了一定的效果。
船舶轮机振动噪声控制仍面临着挑战,需要不断探索创新。
现代技术的发展为船舶轮机振动噪声控制提供了新的机遇,如智能控制系统等。
控制船舶轮机振动噪声不仅是为了提升船舶运行的舒适性和安全性,也是为了减少对周围环境的影响,保护海洋生态环境。
船舶轮机振动噪声控制具有重要的现实意义和发展前景。
【关键词】興船舶、轮机、振动、噪声、控制、技术、方法、案例分析、现状、展望、重要性1. 引言1.1 研究背景船舶轮机振动噪声是船舶运行中不可避免的问题,其产生主要源自于船舶轮机的运转所引发的振动和噪声。
随着航运业的发展和船舶规模的不断增大,船舶轮机振动噪声对船员健康、设备完整性和海洋环境造成的影响越来越受到关注。
研究表明,船舶轮机振动噪声会对船员的听力、睡眠以及长期健康造成影响,也可能导致设备的故障和损坏,甚至对海洋生态环境产生负面影响。
控制船舶轮机振动噪声对于保障船员健康和船舶设备正常运行至关重要。
目前对于船舶轮机振动噪声的控制技术和方法仍存在一定的局限性和挑战,需要进一步深入研究和探索。
本文旨在对船舶轮机振动噪声的控制进行综述和分析,以期为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1.2 研究意义船舶轮机振动噪声控制是船舶工程领域的重要研究课题,具有重要的实际意义和广泛的应用价值。
船舶轮机振动噪声会对船舶设备和船员健康造成影响,严重时可能导致设备故障和人员生理疲劳。
对船舶轮机振动噪声进行控制可以有效降低设备损耗和维修成本,保障船员的健康安全。
船舶轮机振动噪声控制技术的研究和应用,可以提高船舶航行的舒适度和安全性,减少船舶在航行过程中的振动和噪声干扰,有利于提升船舶的性能和竞争力。
船舶轮机振动噪声控制综述引言船舶轮机振动噪声是船舶运行中的一个重要问题,对船员的生产和生活都会产生不良影响,同时也对环境造成噪音污染。
对船舶轮机振动噪声进行有效控制具有重要的意义。
本文将对船舶轮机振动噪声控制进行综述,包括振动与噪声的来源、影响、控制方法以及实际应用等方面进行探讨。
一、振动与噪声的来源船舶轮机振动和噪声的主要来源包括内燃机、螺旋桨、传动系统、液压系统、风扇以及其他运行中的附属设备等。
这些设备在运行时会产生不同频率和幅值的振动,并将其振动转化为噪声,影响船舶及其周围环境。
1. 内燃机造成的振动噪声内燃机在燃烧过程中产生很大的振动力和冲击力,并且在高速旋转的过程中会产生较大的机械噪声。
内燃机的振动也会通过机体传导到船体上,产生结构振动和噪声。
内燃机的振动噪声是船舶轮机振动噪声的主要来源之一。
2. 螺旋桨造成的振动噪声螺旋桨是船舶航行时的主要推进装置,其旋转产生的涡流和水流动产生的振动和噪声,是船舶轮机振动噪声的重要来源。
螺旋桨的设计、制造精度和运行状态都会影响其振动和噪声的产生。
二、振动与噪声的影响船舶轮机振动噪声对船员的工作和生活都会产生不良影响,同时也对船舶及其周围环境造成噪音污染。
其主要影响表现为:1. 对船员的健康影响船舶轮机振动噪声对船员的健康会产生不良影响,长期暴露在高强度、高频率的振动和噪声环境中,会引起船员的身体疲劳、神经系统紊乱、听力损害等健康问题。
2. 对船舶设备的影响船舶轮机振动噪声也会对船舶设备的正常运行产生影响,振动和噪声会使得设备的运行不稳定、寿命缩短、甚至引起设备的损坏。
3. 对环境的影响船舶在运行时产生的振动和噪声会对其周围的环境产生噪音污染,对海洋生物和其他船只造成干扰。
三、振动噪声的控制方法为了降低船舶轮机振动噪声对船员和环境的影响,有必要对其进行有效的控制。
控制船舶轮机振动噪声的方法主要包括振动噪声的源头控制、传导路径控制和环境控制。
1. 源头控制内燃机、螺旋桨、传动系统、液压系统、风扇等设备是船舶轮机振动噪声的主要来源,通过对这些设备的设计、制造、安装和维护等方面进行控制,可以有效减小其产生的振动和噪声。
船舶轮机振动噪声控制综述船舶轮机振动噪声是指由于发动机运转而导致的船舶结构和周围环境产生的振动和噪声。
随着船舶工业的发展,船舶轮机振动噪声控制成为一个重要的问题。
振动噪声不仅会影响到船舶本身的安全和舒适性,还会对周围环境造成污染。
如何有效地控制船舶轮机振动噪声成为船舶工程领域的一个热点研究课题。
本文将从船舶轮机振动噪声的产生机理、特点以及对船舶和周围环境的影响进行综述,同时对当前船舶轮机振动噪声控制的方法和技术进行介绍和分析,为相关研究和工程实践提供参考。
一、船舶轮机振动噪声的产生机理和特点(一)产生机理船舶轮机振动噪声是由于船舶主机、辅机等动力设备在运转过程中产生的振动和噪声。
主要产生原因包括:1.发动机内燃爆燃产生的气体冲击振动2.发动机旋转运动引起的阀门、活塞、曲轴等部件的振动3.发动机外部传动系统的振动4.船舶运行在水中产生的水动力振动这些振动在传播过程中与船舶结构、水面和空气发生相互作用,最终形成船舶轮机振动噪声。
(二)特点船舶轮机振动噪声具有以下特点:1.频率广泛:船舶轮机振动噪声的频率范围较广,涵盖了从几 Hz到几百 Hz的范围,同时还包括了较高频率的空气噪声。
2.强度大:船舶轮机振动噪声是由于内燃机等动力设备的运转而产生的,因此其振动噪声的强度较大,对船舶结构和周围环境的干扰性较强。
3.传播路径复杂:船舶轮机振动噪声在传播过程中会受到船体结构、水面和空气等传播介质的影响,使得其传播路径较为复杂。
船舶轮机振动噪声对船舶和周围环境都会产生一定的影响:1.对船舶结构的影响:船舶轮机振动噪声会对船舶结构产生一定的疲劳损伤,加速结构的老化和破坏,从而影响船舶的使用寿命和安全性。
2.对船员的影响:船舶轮机振动噪声会对船员的身体健康产生不良影响,引起耳膜震荡、听力损害等问题,甚至影响船员的工作效率和工作质量。
3.对周围环境的影响:船舶轮机振动噪声会对周围水域和岸上居民产生环境污染,影响人们的生活和工作,甚至对水生生物产生不利影响。
船舶机械噪声的有效控制探究随着航运业的发展,船舶机械噪声成为了一个越来越为人关注的问题。
船舶在航行过程中,机械的运转会产生噪声,这不仅对船员的健康造成危害,还会影响到船舶的周围环境,甚至对海洋生物产生影响。
有效控制船舶机械噪声成为了一项迫切的任务。
本文将探讨船舶机械噪声的产生原因、危害和有效控制方法。
一、船舶机械噪声的产生原因1. 主机和辅机的运转:船舶的主机和辅机在运转过程中会产生机械运转噪声,尤其是在高速航行时,噪声会更加明显。
3. 船体结构振动:船体结构在航行中会受到海浪和风力的影响,产生振动并引起噪音。
4. 辅助设备运转:船舶上的辅助设备,如空调、冷藏设备等在运转时也会产生噪音。
船舶机械噪声对船员、海洋生物和周围环境都会造成一定的危害。
1. 对船员的危害:长期处于高噪声环境中的船员容易患上听力损伤、头痛、失眠等健康问题,严重的甚至可能引起职业性听力损伤。
2. 对海洋生物的危害:船舶机械噪声对海洋生物的生存和繁衍都有着负面影响。
很多海洋生物都会对噪声产生敏感反应,特别是在垂直迁徙或水平迁徙过程中,噪声会干扰它们的正常行为。
3. 对周围环境的危害:船舶机械噪声会影响到周围的海域环境,如果噪声过大则会扰乱当地海洋生态系统的平衡。
三、船舶机械噪声的有效控制方法为了降低船舶机械噪声对船员和环境造成的危害,需要采取一系列的有效控制方法。
1. 采用噪声隔离措施:可以在船舶的机舱和机械设备周围设置隔音板、隔音棉等材料,来隔离和吸收噪声。
2. 优化机械设备的设计:通过对船舶主机、辅机和螺旋桨等机械设备的结构和工艺进行优化设计,减少噪声的产生。
3. 控制船体结构振动:采用减振设备、减振材料等措施,来减少船体结构振动产生的噪音。
4. 限制船舶航行速度:在需要降低噪音的区域,可以通过限制航行速度的方式来减少螺旋桨产生的噪音。
5. 定期检查和维护:对船舶机械设备进行定期的检查和维护,及时发现和修复噪音产生的问题。
船舶振动噪声控制技术的现状与发展发布时间:2021-02-02T02:04:40.056Z 来源:《防护工程》2020年30期作者:石玲霞龚振宇[导读] 高强度的噪声不仅会对船员的身心健康造成危害,甚至会影响机械设备的正常运转。
广船国际有限公司 510000摘要:高强度的噪声不仅会对船员的身心健康造成危害,甚至会影响机械设备的正常运转。
对于某些军工领域的特种船舰,噪声的存在会降低其隐身效果,使其容易被敌方探测、定位、跟踪,严重降低了舰船的生存力及战斗力。
针对船舶存在的噪声问题,多国进行了大量的探索。
法国潜艇采用了短粗尾一体化设计、前置导流环、金属橡胶隔振垫等一系列减振降噪技术。
关键词:噪声;隔振技术;减振机理;阻尼涂层;粘弹性材料引言船舶在运行过程当中所产生的机械噪音会带来很大的危害,先不谈环境和整个大的社会环境,最直接的受害者就是船上的工作者。
工作人员长期处在一个嘈杂的环境当中,听力会严重受损,除此之外还会影响到身体其他器官的健康,比如神经、心血管等。
因此,必须加强这方面的针对性研究,有效的降低船舶在运行过程当中的噪音,为工作人员提供一个健康舒适的环境。
1船舶噪声的来源及其危害船舶是一种复杂的组合体结构。
船舶噪声的特点是噪声源多,功率较大,频段广、中低频为主。
船舶噪声主要有机械设备工作运转时产生的噪声,螺旋桨引起的噪声以及水动力噪声。
机械设备(包括主机、发电机组、中央空调等)工作时,某些元器件(齿轮等)会由于撞击振动等原因产生噪声。
螺旋桨噪声是由于螺旋桨的转动,引起船尾不均匀流场中空泡的破裂产生的噪声。
水动力噪声是快速水流不规则地作用于船体,引起船体振动产生的噪声。
船舶噪声传播方式主要有3种:1)船舶的机械设备直接向空气中辐射声波,产生空气噪声;2)机械设备的振动能量由振动源部位扩散到船舶的各个部位,然后向船体外辐射声波,产生结构噪声;3)船舶内部结构的振动及螺旋桨的振动等向水下辐射声波,产生水下噪声。
船舶噪声与振动控制船舶噪声与振动控制是船舶设计和运行中非常重要的方面。
船舶在海上航行时,会受到各种因素的影响,产生噪声和振动。
这些噪声和振动不仅对船舶的运行效率和安全性产生影响,还会对船员和乘客的舒适度产生影响。
因此,对船舶噪声与振动进行控制是非常必要的。
船舶噪声的来源船舶噪声的来源主要有两个方面,一是船舶的机械设备,二是船舶的流体动力学特性。
机械设备船舶的机械设备包括主机、辅机、发电机、泵等,这些设备在运行过程中会产生噪声。
噪声的主要原因是设备中的零件在运动过程中产生的碰撞、摩擦和振动。
此外,设备的冷却系统、排气系统等也会产生噪声。
流体动力学特性船舶在海上航行时,会受到海水的冲击,产生流体动力学噪声。
这种噪声主要是由于船舶的船体、螺旋桨、舵等部件与海水相互作用产生的。
流体动力学噪声的频率范围较广,可以从几十赫兹到几千赫兹不等。
船舶振动的来源船舶振动的来源主要有两个方面,一是船舶的机械设备,二是船舶的流体动力学特性。
机械设备船舶的机械设备在运行过程中会产生振动。
振动的主要原因是设备中的零件在运动过程中产生的碰撞、摩擦和振动。
此外,设备的冷却系统、排气系统等也会产生振动。
流体动力学特性船舶在海上航行时,会受到海水的冲击,产生流体动力学振动。
这种振动主要是由于船舶的船体、螺旋桨、舵等部件与海水相互作用产生的。
流体动力学振动的频率范围较广,可以从几十赫兹到几千赫兹不等。
船舶噪声与振动的控制方法船舶噪声与振动的控制方法主要有以下几种:隔振降噪隔振降噪是通过隔离船舶机械设备和船体之间的振动传递,降低船舶噪声的方法。
常用的隔振降噪材料有橡胶隔振器、空气隔振器等。
吸声降噪吸声降噪是通过吸收船舶噪声的能量,降低噪声的方法。
常用的吸声材料有吸声泡沫、吸声板等。
隔声降噪隔声降噪是通过隔绝船舶噪声的传播路径,降低噪声的方法。
常用的隔声材料有隔声板、隔声窗等。
减振设计减振设计是通过优化船舶机械设备的设计,减少振动产生的方法。
船舶轮机振动噪声控制综述随着船舶工业的迅速发展,船舶轮机振动噪声控制成为了一个备受关注的话题。
船舶轮机振动噪声不仅会影响到船舶的航行安全和舒适度,还会对船员的健康造成影响,对船舶轮机振动噪声控制进行综述是十分必要的。
一、船舶轮机振动噪声的来源1. 发动机振动:船舶的发动机是船舶轮机振动噪声的主要来源之一。
发动机在工作时会产生大量的振动,这些振动会通过船体传播到周围环境中,形成噪声。
2. 螺旋桨和推进系统振动:船舶的螺旋桨和推进系统也是产生振动噪声的重要来源。
螺旋桨在旋转时会产生大量的振动,推进系统的运转也会引起船体的振动,这些振动都会转化为噪声。
3. 船体结构振动:船体结构的振动也会直接导致船舶振动噪声的产生。
船体结构的振动会受到船舶运行时的水动力和气动力的影响,从而产生不同频率和振幅的振动噪声。
船舶轮机振动噪声的存在会对船舶和船员造成严重的危害,主要表现在以下几个方面:1. 影响船舶的航行安全:船舶轮机振动噪声会影响船舶结构的稳定性和航行性能,从而对船舶的航行安全造成影响。
2. 影响船员的健康:长期暴露在船舶轮机振动噪声环境下会对船员的健康造成损害,容易导致听力下降、神经系统疾病等健康问题。
3. 影响船舶设备的寿命:船舶轮机振动噪声会对船舶设备和机械造成损坏,降低船舶设备的使用寿命,增加维护成本。
1. 发动机和设备的优化设计:通过对船舶发动机和相关设备的优化设计,可以减少振动和噪声的产生。
比如在发动机的结构设计中采用减振措施,在螺旋桨和推进系统的设计中采用减噪技术等。
2. 振动隔离和吸声措施:采用振动隔离和吸声措施可以有效减少船舶轮机振动噪声的传播。
比如通过在机舱或船体内部安装减振材料和吸声材料,可以有效隔绝振动和噪声的传播。
3. 声学优化控制技术:利用声学理论和技术手段对船舶轮机振动噪声进行建模和分析,从而找到合适的控制手段和控制策略,对船舶轮机振动噪声进行有效控制。
四、发展趋势预测随着船舶工业技术的不断发展和完善,对于船舶轮机振动噪声控制方面也将会有更多的创新和发展,主要表现在以下几个方面:1. 智能化控制技术:随着智能化技术在船舶领域的不断应用和发展,智能化控制技术也将在船舶轮机振动噪声控制方面得到更广泛的应用。
船舶的噪声与振动控制
发表时间:2019-06-21T11:53:56.483Z 来源:《科学与技术》2019年第03期作者:张洪政[导读] 对船舶的噪声与振动控制进行了研究。
南通中远船务工程有限公司江苏省南通市 226001
摘要:船舶运行期间,需要借助于螺旋桨、主机、推进系统等动力机械与风机、泵等辅助机械装置才可产生运行动力正常行驶,但是这些机械工作时发出的噪声及振动较大,船体长时间受到这些装置工作的影响,有着较高的风险发生船体结构破坏问题,而且船员在此种工作环境下工作容易出现身体健康问题,所以船舶噪声和振动控制处理非常重要,本文对船舶的噪声与振动控制进行了研究。
关键词:船舶;噪声;振动控制
1振动源与噪声源分析
船舶结构中的主机、柴油机、主推进及主螺旋桨等装置是造成船舶振动源(噪声源)的主要因素,分析多因素与振动源(噪声源)之间的相关性,发现柴油机、螺旋桨装置为重要的影响因素,其中柴油机运转期间可以为船舶提供运行动力,会产生修复力矩、惯性力等振动(噪声)干扰力,而螺旋桨则可以在工作中产生轴承力、叶频干扰力等影响振动振幅大小的激振力。
分析船舶发出的噪声可知主要包括三类:空气动力、电磁、机械噪声,划分依据为发出噪声的声源,还可以依照船舶上噪声发出的具体位置,将噪声划分为船体振动、结构激振、螺旋桨噪声等多类。
研究船舶振动源、噪声源期间,需要对船舶作以局部结构模态分析,从而可让研究人员充分掌握船舶结构阻尼、振型及频率等参数,进而依据参数明确船舶出现振动及噪声期间,是否同时出现谐振现象,并且通过参数还可以对船舶频率、振型的正确性进行测试,从而可结合多项分析结果来预测船舶振动源位置。
2船舶的噪声与振动控制
2.1流程
分析船舶振动及噪声期间,首先需要对结构振动、声场进行局部分析,内容涉及船舶结构频率、振型,船舶结构敏感点响应值,可选择船舶上的甲板、驾驶室、机舱、控制室以及船员作为重点分析区域与对象,具体分析时需要先明确模型边界,之后对振动源和噪声源参数进行完整收集,从而可以参考参数构建仿真模型、划分网格、荷载施加、提取计算结果等流程的分析。
其次进行结构振动及声场整体分析,即研究人员可以先整理分析局部分析结构,之后便可从整个船舶角度出发,进行整船的声场计算。
同时,在对船舶噪声与振动进行控制分析时,需要加强电子技术使用,并通过对噪声与振动控制电子元件的合理设置,获取相应的信息,进而在计算机三维空间中进行有效分析,为船舶噪声与振动问题的科学控制提供参考信息,优化船舶应用过程中的安全性能。
除此之外,为了实现对船舶低频声能的有效吸收,则需要考虑共振吸声结构的合理设置,进而为船舶性能的不断优化提供支持,增强其噪声与振动控制效果。
2.2船舶海上试验
对于船舶作以海上航行试验,可以具体分析得出船舶噪声及振动运动情况,以便找出可进行噪声振动控制设计的主要方向。
试验期间主要完成两个方面的测试工作,包括船舶局部振动试验、船舱内部室内空气噪声试验,试验期间需要严格依照“DNVRulesforclassificationofships”标准、IMOResolutionA.468XⅡ标准(评价空气噪声)、IS06954标准(评价船体局部振动)进行各个环节的试验;还需要准备精密声级计、动态数据分析仪进行数据分析,辅助试验完成。
试验期间主要分为Transit、DP两种工况,便可得出局部振动数据、船舱内空气噪声参数。
研究期间选择广州市的某一港口停靠船舶为研究对象,将其驶向海上后可开始试验,该艘船长度为150米,型深与型宽分别为13米、25米,结构组成中的螺旋桨、主机、辅机为发出噪声与振动的振动源(噪声源),每个装置的数量分别为2台,试验过程中船舶的吃水深度分别为5.4米(船尾)、5.1米(船首),试验地点选择在甲板上的三个房间、控制室、餐厅。
试验使用的模型为SEA模型,该模型属于当前模拟船舶噪声及振动问题的常用模型,应用时可以借助于边界元分析、有限元方法及统计能量分析三种方法共同进行船舶问题的试验模拟,重点分析输入功率、模态密度及内损耗因子等内容。
同时需要依据试验模型分析船舶载荷,由于模型提供的载荷方法较多,结合本文研究船舶的具体情况,选择定义功率、定义约束法进行分析,借助于以上方法可以对船舶施加载荷,进而通过激励频率的增加,可预测出船舶噪声振动发生情况。
得出试验结果后,分析船体局部振动试验结果可以了解到在不同工况下,在轻微振动区域内进行各个测点的数据测试工作,得出的局部振动参数结果较好,而船舱室内空气噪声,在处于Transit工况下,测得数据相差不大,可显示当前舱内空气噪声的实际数据,分析这些数据表示在该工况下舱内空气噪声较小,在另一个工况下,发现在工况右向状态下,对比不同测试点发出的声音分贝,可知存在部分位置的噪声超过60分贝的情况,主要集中在船舶甲板的房间、餐厅位置,分析这些地方分贝过高的主要原因,可知是由于船舶航行期间,海水流速因素、甲板结构设计因素等所致,因此控制船舶噪声振动期间,可以从水流情况、甲板设计方向作以有效设计,确保后续设计的船舶可以规避相关影响因素的干扰,降低航行期间发出的噪声大小与振动幅度,以此给船舶上的船员构建一个良好的工作环境。
具体设计时可结合目前一些常用的船舶隔噪声、隔振设计方法,在船体结构之上进行地板弹性、壁板三者的连接设计,从而可让船体在工作时对于振动、噪声情况进行合理降低控制,避免振动噪声过大情况出现;还可对导致噪声出现的船舶舱内缝隙与孔洞、隔声材料吸声量差、隔声构件阻尼及质量不达标、隔声构件密封性能不良等影响因素予以综合考量,从而选择质量性能优良的隔声构件进行船体室内装修,便可保证船舶行驶过程中出现的噪声振动较小,除了常规应用的隔声构件外,还可采用减振效果较好的阻尼合金材料制成的腹板材料、附加阻尼材料进行船舶减振设计。
本文研究数据受到一些因素影响(参数测量期间仪器位置移动、材料参数选择不当、模型过于简化、载荷施加误差、未对可能造成船舶噪声与振动的舾装部件进行试验分析等),导致数据存在一定的误差,需要研究人员在后续的海上试验研究中合理规避相关因素,从而保证船舶噪声与振动问题被有效的控制。
3结束语
船舶噪声和振动对于船体结构质量、船员身体健康有着严重的不良影响,由于该问题的发生与船舶结构设计有紧密联系,所以要求设计人员对于船舶发出噪声、振动的具体情况有详细了解,继而可以在后续的船舶设计工作中从噪声与振动发生的原因入手,有效做好船舶结构设计工作,确保优化设计建造而成的船舶能够为我国船舶事业、海洋事业的长远稳健发展提供更多帮助。
参考文献
[1]李克用.船舶的振动与噪音的理论分析[J].黑龙江科技信息,2011(28):59.。