本文为实际工程应用课题,重点在于研究桅杆振动固有频率的边界条件分析和在风激励下的涡激振动响应的计算研究。 近年来,船舶筒形桅杆越来越多。桅杆的振动是经常发生的,引起船舶桅杆振动的振源很多,在船舶内部主要有螺旋桨、主机等,外部作用的激励主要有波浪和风等。以往船舶振动预报中很少考虑风对桅杆的作用,而实际风激励对桅杆振动的影响很大,尤其是涡激振动的影响。在船舶领域,涡激振动现象也经常发生,必须给予充分考虑。 本文以船舶筒形桅杆为研究对象,利用有限元方法,考虑在不同的边界条件下,通过有限元程序软件ANSYS对船舶筒形桅杆进行了模态分析。通过对桅杆边界条件敏感因素分析,得出边界条件计算的简化公式。在对某油船筒形桅杆进行了模态分析的基础上,考虑风的涡激励的作用,当雷诺数在亚临界范围内的情况下,使用ANSYS计算船舶筒形桅杆的涡激振动响应。得出的计算结果与实测值进行比较,吻合较好。同时将采用边界条件简化计算模型与由以往方法设置边界条件计算得来的结果进行比较,得出的结果也符合的很好。 本文采用桅杆边界条件简化动力计算的建模简单、快速,且能够满足工程实际应用的需要。以往对船舶桅杆振动响应的计算很少考虑风激励的作用,并且高耸结构的涡激振动响应计算也不予考虑雷诺数在亚临界范围内的情况,本文通过对船舶筒形桅杆涡激振动响应的计算结果得出,雷诺数Re在亚临界范围内也需要计算其响应值,并且建议今后在类似的船舶桅杆的振动激励源分析中,要考虑到风的涡激振动作用。本文的结论可作为工程实用参考。