时间：2026-01-13 分类：发表攻略
哈尔滨工程大学青岛创新发展基地杨海朋团队在《振动与冲击》发表论文《船舶典型周期板架结构动力学等效谱单元计算方法》。该研究针对船舶周期板架结构振动分析难题，提出基于梁与弹振子子结构的等效物理模型，构建多周期格栅结构和振子格栅结构的谱刚度阵，通过与有限元模型对比验证，确定关键系数，大幅提升了复杂结构振动计算的准确性与效率。
船舶振动噪声不仅影响军用船舶声学隐身性能，还会危害民用船舶船员工作状态及船体结构安全。船体板架多具有周期性特征，传统谱单元法在处理复杂结构时因子结构等效问题存在计算偏差，且现有研究多聚焦中高频带隙，缺乏对低频振动的有效等效方法。
团队创新性地将船体板架波动与振动特性结合，以梁模型为弹性波主要传播路径，充分考虑板格结构的衰减作用。通过推导弹簧振子单元谱刚度阵，利用坐标变换矩阵构建周期格栅及振子格栅耦合结构的运动控制方程，建立了快速获取多周期结构谱刚度阵的方法。在等效模型构建中，引入带板作用系数模拟板结构对梁刚度的增强效应，通过板格质量与一阶固有频率确定弹簧振子参数，实现能量耗散等效。
经有限元验证，当带板宽度为0.7倍梁间距、振子质量为0.1倍板格质量时，等效模型在80Hz以内低频段的振动响应与传递特性和原板架模型高度吻合，带隙区域基本一致，证实了板格局域共振是带隙产生的主要机理。该方法将复杂板架模型简化为周期振子格栅耦合模型，显著降低计算成本，为船体低频振动与噪声控制提供了新路径，未来可拓展至空间板架结构等效建模，为全船振动噪声计算提供理论支撑。
