CB-Z-805-2016实船激振试验规程

ICS47.020.99备案号：58244-2017代替CB/Z251-1988CB/Z805—2016本标准代替CB/Z251—1988《实船激振试验规程》,与CB/Z251—1988相比主要有以下变化：——增加了激振机安装的要求(见7.2);—--增加了双体船和多体船的测点布置和要求(见8.2);本标准由全国海洋船标准化技术委员会船舶理论与实验分技术委员会(SAC/TC12/SC7)归口。本标准起草单位：中国船舶重工集团公司第七O二研究所。1范围件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T3471—2011海船系泊及航行试验通则3术语和定义24.1海况条件不大于2%(特殊情况不大于3%)规定排水量。载荷分布接近相应排水量的设计状态。4.3.2横倾角不大于0.5°。纵倾状态应与设计状态相一致，相对于设计状态允许有不大于0.1%设a)振动频率，单位为赫兹(Hz);c)振动响应，单位为米(m)、米每秒(m/s)、米每秒的平方(m/s²)6试验系统机被激振机船体结构瞬态激励2转速传感器2——瞬态激励。3CB/Z805—20166.2系统要求6.2.1振动传感器6.2.1.1应具有有效计量合格证书。6.2.1.2下限频率不大于0.3Hz,频响和量程范围应满足被测船舶的要求。6.2.1.3安装要牢固，安装频率应远高于被测船舶的测量频段要求。6.2.1.4信号传输导线按要求配备，导线敷设要固定。6.2.2信号适调仪6.2.2.1应具有有效计量合格证书。6.2.2.2信号适调仪应满足振动传感器的信号调理要求，并有足够的放大或衰减倍数，具有电压输出功能。6.2.2.3频响范围应覆盖全部被测频率。6.2.3数据采集分析系统6.2.3.1应具有有效计量合格证书。6.2.3.2应具备A/D数模转换、采样频率设置、采样触发设置和输入灵敏度设置功能，量程应满足被测船舶激振试验振动响应要求。6.2.3.3各通道采样同步率(相位差)小于0.5°。6.2.3.4频响范围应覆盖全部被测频率。6.2.3.5具备抗混滤波、窗函数、频谱分析和统计分析功能。7激励方式7.1稳态激振7.1.1选用可调的能产生周期性激励力(或力矩)的激振机，激起船体垂向、水平(或扭转)振动。7.1.2电控调速系统应具备微调和稳定转速的闭环反馈功能。7.1.3激振机最低稳定转速对应的激振频率应低于船体结构垂向和水平一阶弯曲振动的固有频率，同应选用不同激振力的激振机，激振机的选择可参考表1的规格选型。表1激振机选型实验等级船舶排水量t最大激励力t12236454CB/Z805--20167.3.2利用船在靠码头时的碰撞力(或受横浪的拍击力)激起船体水平振动。8.1.1垂向或水平激振时，测点应沿船长方向布置在船体主甲板的艏端(或艏楼甲板上)、艉端(或艉楼甲板上)、主甲板左舷(或右舷)纵桁与横肋(或下方横舱壁)交点处，传感器测量方向与激振方向相同。一般情况下，一阶模态测点数不少于5点，高阶模态应适当加密(见图2)。8.1.2扭转激振时，测点应沿船长方向布置在船体主甲板左舷纵桁与横肋(或下方横舱壁)交点处和右舷对称部位，传感器测量方向为垂向。测点数一阶不少于5对，高阶模态应适当加密(见图2)。8.2双体船8.2.1主甲板垂向或水平激振时，测点应沿船长方向布置在船体主甲板的艏端(或艏楼甲板上)、艉端(或艉楼甲板上)、主甲板左舷(或右舷)纵桁与横肋(或下方横舱壁)交点处。测点数一般不少于5点(见图3)。8.2.2扭转激振时，测点应沿船长方向布置在船体主甲板左舷纵桁与横肋(或下方横舱壁)交点处和右舷对称部位，测点数一般不少于5对(见图3)。8.2.3水下片体水平激振时，测点应沿船长方向布置在片体单侧强纵桁与横舱壁(或强肋骨)交叉位置。测点数一般不少于5点(见图3)。59试验程序9.2稳态激振试验9.2.1根据船舶排水量，调整激振机的偏心质量或偏心度，以获得足够的激励力(或力矩),再将离合器放在能产生垂向力、水平力(或力矩)的档位上。——传感器测点位置9.2.7在每个固有频率的前后20r/min～50r/min范围内，以2r/min～5r/min的间隔分级调速，9.3瞬态激励试验69.3.2先使锚悬于锚穴下，在即将开始快速抛锚时，就启动测量系统。然后将锚自由下落，锚下落的距离以不触及海底为限，随之迅速制动使船体受冲击而产生垂向自由衰减振动，同步采集记录各测点的加速度振动响应信号。数据记录应从船体受冲击前开始，直至垂向振动衰减至背景振动量级为止，记录瞬态试验的全过程；9.3.3在船舶即将碰撞码头(或受横浪拍击)时，及时同步采集记录各测点的加速度响应信号。数据记录应从船体受水平撞击前开始，直至水平振动衰减至背景振动量级为止，记录瞬态试验的全过程；9.3.4为了获得可靠的试验数据，每个方向的瞬态激励试验应至少重复进行三次，再做谱平均；9.3.5通过对各测点垂向和水平自由衰减振动频率、幅值、以及相互之间相位关系的分析，获得船体垂向和水平一阶弯曲振动固有频率、振形及其阻尼特性。10试验数据的录取和处理10.1试验数据录取参见附录A录取各项参数。10.2试验数据处理10.2.1各测量通道间相位关系的计算在计算各测点之间的相位关系时，应先选择振动响应信号信噪比较高的测点作为参考点，再按公式(1)和(2)计算其它测点与参考点之间的相位差： 式中：P(f)——参考点的自功率谱；参考点一般选择艏部或艉部的加速度测点。当激振机安装在艏部以及抛锚试验时，参考点一般选择艉部测点；当激振机安装在艉部时，一般选择艏部测点作为参考点。10.2.2共振曲线的计算在利用激振机激励试验的测量结果进行共振曲线计算时，计算样本长度应不少于100s,以分辨试验时最小转速间隔的频率差；同时还需考虑不同转速下激励力的影响，建议按公式(3)进行归一化处7.....................................(3)A(f)——各转速激励频率下的归一化加速度响应；a(f)—转速激励频率下的实测加速度响应；10.2.3阻尼特性计算在分析船体垂向和水平向弯曲振动的各阶固有频率下的阻尼特性时，一般选取振形图上位于波峰和波谷处的测点进行计算，并对计算结果进行统计处理，得到船体在各阶固有频率下的阻尼特性。利用激振机激励试验测得的共振曲线进行阻尼特性计算，参照图4和公式(4)进行：Aaax0.707Amax额folfn图4共振曲线f,——第n阶固有频率值；在利用瞬态激励试验测得的振动自由衰减信号进行阻尼特性计算时，首先必须对测量曲线进行低通滤波和趋势修正，以消除高频信号和曲线波动对计算结果的影响；计算应在曲线的自由衰减段进行；阻尼特性计算参照图5和公式(5)所示进行：8图5振动自由衰减曲线....................................11试验报告试验报告应包括：a)试验目的和内容；b)船舶要素；c)试验环境条件和船舶状态；d)测试系统；e)激振机安装部位和测点布置；f)试验结果，最终试验结果包括模态阶数、模态频率和阻尼因子以及相应的振型图。9GB/Z805—2016(资料性附录)式见图A.3,激励试验各工况原始记录表见图A.4,船舶要素记录表总长(m)两柱间长-Lpp(m)型宽-B(m)型深-D(m)设计吃水-T(m)排水量(t)满载(t)航速(Kn)水文气象及船舶状态记录试验条件船舶状态试验日期艏吃水(