臺灣博碩士論文加值系統

船舶振動對人員舒適度、船舶設備及結構安全有很大的影響。大型船廠為控制船舶振動量，於船舶設計階段即進行振動分析評估，並作為船舶設計之依據，在新船海上公試期間進行船舶振動反應量測，以驗證以及掌握新船的振動性能，歷年來已有相當豐富的各式船舶振動分析及實船量測資料結果。
在設計階段有兩種方式可以評估振動特性，一為經驗公式，二為有限元素分析。在本研究當中，所使用的經驗公式為熊井經驗公式，計算出垂向模態的自然頻率，並且利用MSC / Patran建立有限元素模型，透過MSC / Nastran求解器進行計算，求解出各模態的自然頻率。
本研究目的為利用實船量測結果去評估經驗公式以及有限元素分析的正確性，並且校正分析的方法，讓分析結果能夠更加準確，提供新船設計船體結構振動評估程序改善的基礎。

Ship vibration has great impact on ship equipment, structure safety, and passenger comfort. Over the years, shipbuilding corporations has accumulated significant amounts of ship vibration measurement data, by conducting vibration analysis at design time and measuring vibration reaction at sea for newly built ship.
There are two ways to assess vibration of a ship hull in the design stage. One is using the empirical formula. The other is using finite element analysis method. In this research, not only used empirical formula to assess the natural frequency but also used the MSC/Patran (pre/post processors) and MSC/Nastran (solver) to analyze natural frequency and mode shapes.
In order to ensure accuracy of the natural frequency assessed with empirical formula and finite element analysis method. This research used the onboard measurement of vibration reaction to modify the analysis, let the assessment closer to the measurement. Offer the newly ship design and assess the ship vibration.

摘 要 I
ABSTRACT II
誌 謝 III
目 錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2文獻回顧 2
1.3 本文架構 4
第二章 全船振動分析 5
2.1振動分析流程 5
2.2多自由度無阻尼自由振動 7
2.2.1模態正交性 10
2.3多自由度阻尼結構系統強制振動分析 11
2.4船舶設計階段初期之振動評估 13
第三章 有限元素模型建立及分析 16
3.1船舶振動分析 16
3.2全船振動分析實例 16
3.3有限元素模型之建立 19
3.3.1元素座標定義 19
3.3.2船體結構模型 23
3.3.3重量分佈 24
3.3.4附加質量 29
3.3.5古楊縮減 29
3.4強制振動 30
3.4.1主機激振力 30
3.4.2螺槳激振力 34
3.4.3阻尼係數 35
3.5有限元素之自然頻率分析結果 36
3.6強制振動頻率分析結果 42
3.6.1 受2階主機激振力之頻率速度反應 43
3.6.2 受3階主機激振力之頻率速度反應 46
3.6.3 受4階主機激振力之頻率速度反應 49
3.6.4 受6階主機激振力之頻率速度反應 52
3.7本章結論 55
第四章 實船量測分析 56
4.1實船量測 56
4.2振動反應瀑布圖 58
4.3分析結果比較 63
4.4本章結論 69
第五章 修正熊井經驗公式 70
5.1熊井垂向振動經驗公式 70
5.2 Cn係數之迴歸分析 72
5.3 係數之迴歸分析 76
第六章 結論與展望 78
參考文獻 80

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