晃擊

晃擊是一種波浪與船體的激烈衝擊現象。主要發生於船側部。由於船舶在惡劣海況中劇烈橫搖，船側部位搖晃並受到海浪的衝擊而造成。

基本介紹

• 中文名：晃擊
• 外文名：Shaky
• 定義：波浪與船側身的激烈衝擊現象
• 學科：船舶工程

基本概念

晃擊是一種波浪與船體的激烈衝擊現象。主要發生於船側部。由於船舶在惡劣海況中劇烈橫搖，船側部位搖晃並受到海浪的衝擊而造成。波浪與具有外張型式的船側結構的衝擊，稱為外張晃擊。波浪漫過乾舷與甲板結構的衝擊，稱為甲板晃擊。對於淺吃水且底部平坦的船舶(如登入艦，壓載狀態下的肥大型散貨船)，底部晃擊現象比較嚴重。

砰擊

概念

描述砰擊特性的參數有兩類：一類是單位時間內的砰擊發生次數及砰擊機率，用以表征砰擊發生的頻率；另一類是砰擊壓力及砰擊彎矩，用以表征砰擊載荷的強度。在砰擊過程中，一方面可能使砰擊區域的局部結構在砰擊壓力作用下直接遭到破壞(屬於局部強度問題)，另一方面由於船體梁在砰擊時的彈性振動，產生較大的砰擊彎矩，也會嚴重地成肋啪骨體結構的總縱強度(屬於總強度問題)。

分類

對於船舶與海洋工程界水動力砰擊的分類可參考“造船與輪機工程師學會”(Society ofNaval Architects and Marine Engineers，SNAME)的解釋。船舶水動力砰擊可以分為四大類：艏底砰擊，波浪拍擊，艏外飄衝擊及甲板上浪。

艏底砰擊描述船首在洶濤中拍擊水面，如圖1(a)所示。船首出水再入水時會以較高的速度拍擊水面，這將產生巨大的水動壓力，該載荷作用於局部結構，隨後將傳至整個船體。巨大的脈衝壓力必然引起局部結構的破壞與變形，整個船體也會產生高頻振動回響。

圖1

波浪拍擊常用來描述波系與船首部結構的作用。很容易可以觀察到入射波系向相對靜止的船舶結構傳遞能量，波浪拍擊常出現在船舶的水線面附近。

船舶的艏外飄與來波相撞擊時，即發生艏外飄衝擊。與艏底砰擊相似，艏外飄砰擊會產生巨大的水動力並引發高頻振動，與之不同的是艏外飄衝擊作用時間更長，巨大的水動力砰擊載荷作用在船舶的位置也不同，並且巨大的水動壓力會覆蓋整個艏部。因此，對於艏底砰擊適用的預報技術不一定適合預報艏外飄衝擊。圖1(b)是典型的艏外飄衝擊和甲板上浪圖。

甲板上浪描述艦船穿行至入射波系的水面以下或者一頭扎進來波，水波破碎並衝到船舶甲板上，形成甲板上浪，所產生的壓力可以破壞甲板及其上部結構。圖1(c)是一個甲板上浪的二維實驗圖。以上描述的船舶與海洋工程方面的水動力砰擊現象常常是兩到三種一併出現，如艏外飄砰擊與甲板上浪常常一起出現。

擊振

概念

船舶擊振又稱浪擊振動，船體受波浪衝擊時伴有的撓曲振動現象。由於阻尼的作用，擊振一般會迅速消逝。對於船體的波浪衝擊，包括：輕載或壓載航行時船艏底部出水後又入水時受到的衝擊，滿載航行時首部甲板所受到的上浪衝擊和首部舷側外板外傾部分所受到的波浪衝擊等。

分類

船舶是漂浮在水上的複雜的彈性結構，在其受干擾而振動時，又會受到周圍水的影響，因此船體的振動是非常複雜的。

人們為研究的方便，通常將船體振動分為總振動與局部振動兩大類。總振動是指將船體視為一個整體的船舶總體振動；而船體局部振動是指組成船舶的各個局部結構構件或部件的振動，如梁、板、板架、桅桿、螺旋槳、軸包架、軸支架等的振動。實際上，這兩類振動往往是同時存在且互相耦合的，但在一定條件下，可不考慮兩者的耦合，而單獨的進行分析。

船體振動與其他振動一樣，按不同的受力情況，可分為自由振動和強迫總振動兩種。船體振動所受到的力有激振力、彈性恢復力、慣性力和阻尼力。阻尼力的數值相對較微小，對低頻振動的主振動形式與頻率影響不大，故可當作無阻尼振動考慮。高諧調阻尼影響擴大，需考慮阻尼的影響。特別在共振時，不論諧調高低，阻尼力有減低動力放大因數的作用，因而必須考慮在內。船體所受的激振力有周期性和非周期性兩種。周期性激振力(如由主機或螺旋槳引起的激振力)能使船體產生周期性的振動是討論的主要內容；非周期性激振力亦能使船體產生振動，但其振動性質不穩定，在本書中不作詳細討論，如船舶在不規則波浪中的振動，由於波浪外力的隨機性質，因此其振動規律不能用簡單的函式來表示，只能用機率和統計的方法來描述其數量規律。這種在任何未來時刻表征振動物理量的瞬時值不能預先精確地加以判斷的非周期性的持續振動稱為隨機振動。但當波浪的遭遇頻率與船體的首諧垂向固有頻率相等時，會出現由波浪對船體的非衝擊性水動力作用引起的全船穩態垂向兩節點振動(高諧振動阻尼大，消逝快)，這種振動稱為波激振動(也就是上面說的自由振動)，又稱為彈振。此外浪擊振動(又稱擊振)也是一種非周期性振動，它是船體受波浪衝擊而出現的彎曲振動現象，由於阻尼的作用而將逐漸消失。