Wpływ doboru typu silnika głównego oraz jego umiejscowienia na drgania kadłuba i nadbudówki statku

• Autorzy: Murawski L.

Warianty tytułu

EN

Influence of Main Engine type and location on ship hull and superstructure vibrations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Większość statków handlowych jest wyposażonych w dwu i czterosuwowe silniki spalinowe. Silniki spalinowe są źródłem relatywnie wysokiego poziomu drgań kadłuba statku i jego nadbudówki. Wysoki poziom drgań ma duży wpływ na komfort pracy załóg statków oraz jest groźny dla wytrzymałości konstrukcji okrętowych. Obydwa elementy mają duży wpływ na bezpieczeństwo żeglugi. Jeżeli statek jest już zbudowany to ograniczenie nadmiernych drgań jest bardzo trudne i kosztowne. Z tego powodu, drgania statku powinny być możliwie dokładnie przewidziane podczas jego projektowania. Analiza dynamiczna konstrukcji okrętowych jest pracochłonna, lecz metodyka ich przeprowadzania jest dobrze opanowana przez specjalistów. Jednakże, szereg decyzji głównego projektanta, podejmowanych na bardzo wczesnym etapie projektowania (przed rozpoczęciem obliczeń), ma duży wpływ na charakterystyki dynamiczne statku. W pracy zaprezentowano obliczenia drgań własnych typowego kontenerowca. Analizie poddano charakterystyki dynamiczne kadłuba i nadbudówki statku. Porównano lokalizację silnika głównego z lokalizacją węzłów postaci drgań własnych; ich wzajemne położenie może mieć duży wpływ na drgania globalne i strukturalne statku. Również ilość cylindrów silnika głównego (oraz liczba skrzydeł śruby napędowej) jest istotna z punktu widzenia drgań statku. Przykładowo, 8.-cylindrowy silnik ma znaczące następujące rzędy wymuszeń: 3., 4., 5. i 8. W celu zapobieżenia drganiom rezonansowym częstotliwości drgań własnych kadłuba statku powinny być porównane z częstotliwościami wymuszeń.

EN

Most of the merchant ships are equipped with two or four stroke combustion engines. Combustion engines are a source of relatively high level of ship hull and superstructure vibrations. High vibrations level has a big influence on comfort of ship's crew as well as on strength of ship structures. Both elements have a big influence on safety of shipping. Reducing the level of vibrations is very difficult and costly if built ship has undesirable vibration. Therefore, the ship vibrations should be predicted (as accurately as possible) during design process. Dynamic analysis of ship structure is laborious but the methodology is well known for the specialized engineers. But, several decisions of main designer, on very early stage of ship designing, have big influence on ship hull dynamic characteristics (before start of calculations). Natural vibrations calculations of typical container ship are presented in the paper. The analyses are focused on the ship hull and superstructure dynamic characteristics. Comparison between location of main engine and location of natural vibrations nodes might have big influence on global and structural ship vibrations. Also, main engine's cylinders number (and number of propeller blades) is important from vibrations point of view. For instance, 8th cylinder engine has significant 3rd, 4th, 5th and 8th order of excitation. The ship hull natural frequencies should be compared with excitation frequencies in order to avoid resonance vibrations.

Słowa kluczowe

PL

statek handlowy; silnik spalinowy; drgania kadłuba statku

EN

merchant ship; combustion engine; ship hull; superstructure vibration

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 7687--7696
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr., pełny tekst na CD3

Twórcy

autor

Murawski L.

• Akademia Morska w Gdyni, Wydział Mechaniczny; 81-225 Gdynia, ul. Morska 81-87

Bibliografia

• 1. Andersen, I.M.V, Jensen J.J., Measurements in a container ship of wave-induced hull girder stresses in excess of design values. Marine Structures, Vol. 37, pp. 54-85, 2014.
• 2. Besnier F., Du S., Ergin A., Hermundstad O.A., Hong S.Y., Iaccarino R., Kaminski M.L., Liu J.H., Mumm H., Murawski L., Shuri H.: Dynamic Response. 16th International Ship and Offshore Structures Congress (ISSC), 74 pages, Southampton, August 2006.
• 3. Jakobsen S. B.: Coupled axial and torsional vibration calculations on long-stroke diesel engine. The Society of Naval Architects and Marine Engineers, vol. 99, pp. 405419, 1991.
• 4. Lin, TR, Pan, J, O'Shea, PJ, Mechefske, CK., A study of vibration and vibration control of ship structures. Marine Structures, Vol. 22, pp. 730-743, 2009.
• 5. Murawski, L., Static and Dynamic Analyses of Marine Propulsion Systems. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, pp. 148, Warszawa 2003.
• 6. Murawski L.: Axial vibrations of a propulsion system taking into account the couplings and the boundary conditions. Journal of Marine Science and Technology, vol. 9, no. 4, pp. 171181, Tokyo 2004.
• 7. Murawski L.: Metodyka modelowania sił wymuszających drgania nadbudówki i kadłuba statku. Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej, vol. LII 1 (605), str. 5798, Warszawa 2004.
• 8. Murawski L.: Forces exciting vibrations of ship’s hull and superstructure. Polish Maritime Research No 4(46), Vol. 12, pp. 1521, October 2005.
• 9. Murawski L., Statyczno-dynamiczne charakterystyki pracy okrętowych układów napędowych i ich wpływ na drgania konstrukcji kadłubów i nadbudówek statków. Zeszyty Naukowe Instytutu Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku, nr 542/1501/2006, 191 str., Gdańsk 2006.
• 10. Senjanović, I., Vladimir, N., Tomić, M., Hadžić, N., Malenica, Š., Some aspects of structural modelling and restoring stiffness in hydroelastic analysis of large container ships. Ships and Offshore Structures, Vol. 9, No. 2, pp. 199-217, 2014.
• 11. Zienkiewicz O. C., Taylor I. R. L.: The Finite Element Method. Fourth edition, v. 1/2. McGraw-Hill, London 1992.