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題 名 | Vibration Analysis of Container Vessels with Theoretical and Onboard Test Approaches=貨櫃輪船體振動之理論計算與實驗量測的評估研究 |
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作 者 | 吳東明; | 書刊名 | 中央警察大學學報 |
卷 期 | 36 2000.03[民89.03] |
頁 次 | 頁471-491 |
分類號 | 444.3 |
關鍵詞 | 造船市場; Empirical formula; Finite element analysis; Mode shapes; Natural frequencies; |
語 文 | 英文(English) |
中文摘要 | 現今國際造船市場競爭益形劇烈,並且船東對於船價低廉、交期迅速及性能適切 等要求,更是殷切異常。因此帶動船舶設計理念的全面革新,諸如高張力鋼料的大量使用及 船體尺寸的大型化,以致結構特性轉趨於柔軟化。同時船用柴油主機為配合市場的大馬力輸 出需求,已朝向長衝程汽缸等設計發展,以致船體振動問題發生機率大幅提高,形成對船體 結構設計專業人員的嚴格工程考驗。 事實上,振動現象對於船體結構性能及安全等均有重大的負面影響,並且將顯著降低各 船用機電儀器設備等系統的操作穩定性,及人員居住環境的舒適性等。在本研究中,兩種數 值計算方法,如經驗公式初步預估及有限元素解析等,均被有效應用。同時一套船上整體結 構振動量測系統被順利開發成功,且系統量測資料的採取和分析之完整程序亦已被詳實記錄 ,可有效提供給工程振動研究實務人員參考應用。 本研究係以一艘1,200 TEU貨櫃輪為例,進行嚴謹地′船舶振動理論預估及實驗量測系 統′的有效度檢核。有關船體振動的自然頻率數值方面,採用經驗公式法預估及實船自然頻 率法量測等結果,均被審慎評估。同時進行有限元素解析和實船海上量測等相關工作,以為 交叉比較分析研究。並且以上各數值計算與實船量測等結果均能順利滿足工程精度的可靠度 要求。此一綜合理論預估和實船量測等方法的船體振動診斷分析系統,當可有效應用於其他 相關工程領域,諸如土木、建築、航空、機械、汽車、捷運、化工及海域平臺等,以順利解 決工程結構振動實務疑難。同時該系統的應用可靠度極佳,亦可安裝於可攜式計算機上,方 便執行工程振動診斷分析實務,以提昇相關工程領域振動問題的因應品質與處理績效。 |
英文摘要 | Two theoretical approaches, preliminary predicition by empirical formula and numerical solutions by finite element technique (matrix analysis methodology), are briefly reviewed. An onboard test system for structural vibration measurement is developed well and described comprehensively. Natural frequencies of vibration behaviour for a 1,200 TEU container vessel are checked out by preliminary prediction of empirical formula and measurement data from onboard test. Moreover a comparison study by finite element analysis and full-scale measurement is also performed on vibration characteristics of hull structures. The amplitude of vibration acceleration induced by unbalance moment of main engine is calculated for any point of hull at resonance condition and the installation of electrical balancer onboard is taken into account for vibration countermeasure too. All approximate predictions, compared with onboard test results, are found to meet with an acceptable level of engineering accuracy. The practical package of approximate approaches in both theoretical and onboard test aspects to investigate vibration characteristics of structures, for instance hull, machinery, piping, shafting system, and so forth, in universal services is quite reliable and easily performed on portable computers for engineering applications extensively. |
本系統中英文摘要資訊取自各篇刊載內容。