无人艇(USV)作为一种智能型船舶,具有航速快、体积小、高智能、具有隐身性能以及无人化等特点,而基于碳纤维复合材料的船舶与常规的无人艇相比,又具有重量轻、强度高等优点。由于碳纤维复合材料是一种具有重量轻、耐高温、耐腐蚀、减振、降噪等优异性能的新型材料,在造船领域,碳纤维复合材料的使用也变得越来越广泛。无论是钢制船舶还是由碳纤维复合材料制造的船舶,都不免会受到船舶自由振动以及主机、螺旋桨、喷泵等内部激振力和波浪等外部激振力引起的船舶振动的影响,因此船舶的振动问题是各国船舶领域研究的重点。本文基于广州船舶及海洋工程设计研究院的碳纤维复合材料小型无人艇项目,以碳纤维复合材料小型无人艇为研究对象,针对1级海况、主机全速转动和3级海况、主机巡航(转速为2600r/min)、JQ激励两种工况进行模拟,主要完成以下研究工作:(1)针对碳纤维复合材料进行材料力学性能试验,得到复合材料拉伸、压缩、剪切等基本力学性能,为之后基于碳纤维复合材料的无人艇振动分析提供材料参数基础。(2)对无人艇进行实船试验,针对无人艇光电取证设备、侧扫声呐和避碰声呐,测试这些位置在主机1000r/min、1930r/min、2000r/min、3000r/min及3850r/min转速下的加速度,运用Matlab软件对试验数据进行汇总分析,最后绘出频谱图。(3)运用有限元法对目标船进行全船三维建模,并分析该船的固有振动特性,得到固有频率和振型。然后,以主机诱导的表面力为激振力,进行船舶振动响应预报,得到主机1000r/min、1930r/min、2000r/min、3000r/min及3850r/min五种工况下光电取证设备、侧扫声呐和避碰声呐位置的速度和加速度响应幅值;将1000r/min、1930r/min、2000r/min三种工况下的数值模拟与实船测试数据进行比对,说明该无人艇基于有限元方法的数值模拟在一定范围内是正确的。(4)以舷外水压力模拟1级海况与3级海况下海浪对无人艇艇底产生的压力,再以主机诱导的表面力为激振力,得到1级海况、主机全速转动及3级海况、主机转速2600r/min、JQ激励两种工况下光电取证设备、侧扫声呐和避碰声呐位置的速度和加速度响应幅值,并与CCS《船上振动控制指南》的规范要求进行对比,对不符合标准要求的局部结构位置提出减振建议。