船舶结构振动特性分析是船舶振动研究的重要组成部分,船舶结构振动预报是船舶设计与制造过程中一项十分重要的研究课题。过大的振动响应常会导致船员与乘客身体不适,引起身体疲劳甚至损害健康,影响其正常生活和工作;此外,装有设备的基座在发生振动时,会把振动传给设备,还会导致电子计算机、自动控制仪表等工作失常,寿命缩短,或损坏失灵,有时甚至引起结构破坏,从而影响航运的安全性。近年来,世界各国的船东对船舶的舒适性愈来愈重视,许多船级社都制定了关于船上振动的评价标准。因此,对船舶结构振动特性的研究是非常必要的。 动态刚度阵法被广泛的应用于工程结构振动分析中,尤其是在需要获得更高阶频率和更高精度的振动问题时。因为它不像传统的有限元方法和其它的近似方法,该方法通过极少的自由度就能较精确的计算出无数个固有频率和固有振型,所以也被称为精确方法。本文即利用动态刚度阵法对船体总振动以及局部加筋板的固有频率进行计算,为设计人员按振动要求来设计船舶结构提供一个简便有效的计算工具。 本文主要工作包括以下几个方面内容:对动态刚度阵法的基本概念及发展情况进行了简要介绍;结合符号运算工具对结构分析中常用单元的动态刚度阵形式进行推导,给出各自刚度阵的具体形式;讨论了求解动态刚度阵法的计算方法,给出了不同单元形式对应的Wittrick-Williams算法关键计算步骤;编制相应的计算程序,通过相应的数值算例对本文程序进行验证,计算结果分别与传统有限元方法及理论解进行比较;利用本文基于Timoshenko梁理论的动态刚度阵法计算程序对船体总振动进行预报,其计算结果分别与传统一维梁模型及全船三维有限元模型进行比较;利用本文基于Kirchhoff薄板理论的动态刚度阵法计算程序对四边简支单向加筋矩形板的固有频率进行计算,用其计算结果来修正相应的经验公式。