JPS61169386A - 共振防止式船体上部構造 - Google Patents
共振防止式船体上部構造Info
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- JPS61169386A JPS61169386A JP1198985A JP1198985A JPS61169386A JP S61169386 A JPS61169386 A JP S61169386A JP 1198985 A JP1198985 A JP 1198985A JP 1198985 A JP1198985 A JP 1198985A JP S61169386 A JPS61169386 A JP S61169386A
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- Japan
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- hull
- superstructure
- resonance
- vibration
- upper structure
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/023—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means
- F16F15/027—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means comprising control arrangements
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、前部と後部とから成る船体上部構造に関し、
特に上甲板下方からの振動との共振を防止した、共振防
止式船体上部構造に関する。
特に上甲板下方からの振動との共振を防止した、共振防
止式船体上部構造に関する。
一般に、船舶の上甲板上に設けられる船体上部構造とし
ては第６図（ａ）に示すような一体型のものａや、第６
図（ｂ）に示すような分離型のものｂなどがある。
ては第６図（ａ）に示すような一体型のものａや、第６
図（ｂ）に示すような分離型のものｂなどがある。
そして、これらの船体上部構造が船舶の上甲板下方の主
機やプロペラなどと共振して発生する振動および騒音、
特にその居住区周辺に発生する振動および騒音が問題と
なっている。
機やプロペラなどと共振して発生する振動および騒音、
特にその居住区周辺に発生する振動および騒音が問題と
なっている。
そこで、従来より、船体上部構造には様々な防振対策が
施されており、上述の分離型船体上部構造については、
第３図に示すように、居住区を含む上部構造前部２と、
主機室囲壁を含む上部構造後ｌｌｌ５３とを梁４によっ
て連結することにより、その共振周波数を変化させ、主
Ｉ！５やプロペラ６の振動周波数と共振するのを防止で
きるようになっている。
施されており、上述の分離型船体上部構造については、
第３図に示すように、居住区を含む上部構造前部２と、
主機室囲壁を含む上部構造後ｌｌｌ５３とを梁４によっ
て連結することにより、その共振周波数を変化させ、主
Ｉ！５やプロペラ６の振動周波数と共振するのを防止で
きるようになっている。
このような船体上部構造における共振防止の原理は以下
のように説明される。すなわち、第４図に示すように、
バネ定数にのバネ２１と、減衰係数Ｃのグンパ２２とか
らなる振動系において、重１ｗの質点２３に、 Ｆ＝Ｐ＠５ｉｎａ＋ｔ で表わされる起振力Ｆが加えられるとする。ただし、Ｐ
はその最大力、ωは角周波数、ｔは時間を表わしている
。
のように説明される。すなわち、第４図に示すように、
バネ定数にのバネ２１と、減衰係数Ｃのグンパ２２とか
らなる振動系において、重１ｗの質点２３に、 Ｆ＝Ｐ＠５ｉｎａ＋ｔ で表わされる起振力Ｆが加えられるとする。ただし、Ｐ
はその最大力、ωは角周波数、ｔは時間を表わしている
。
このような条件のもとで、質点２３についての運動方程
式は、重力加速度をｇ、質点２３の変位をＸとして次の
ようになる。
式は、重力加速度をｇ、質点２３の変位をＸとして次の
ようになる。
（Ｗ／ｇ）ｘ＝−ｋｘ−ｃｘ＋Ｐｓｉｎ６ｊｔ ・
・（１）ここで、ｐ２；ｋｇ／ＶＬ ｎ＝ｅｇ／（２Ｗ
）とおけば、（１）式は、 ｘ＋２ｎｘ＋ｐ”ｘ＝（Ｐｇ／Ｗ）ｓｉｎａ＋ｔ
＊＊（２）と書き直される。（２）式を解くことにより
、上記質点２３の振幅Ｘ・は、 と表わされる。ただし、（３）式でｘ、は一定の力Ｐが
質点２３に加わった場合の同質点２３の変位である。
・（１）ここで、ｐ２；ｋｇ／ＶＬ ｎ＝ｅｇ／（２Ｗ
）とおけば、（１）式は、 ｘ＋２ｎｘ＋ｐ”ｘ＝（Ｐｇ／Ｗ）ｓｉｎａ＋ｔ
＊＊（２）と書き直される。（２）式を解くことにより
、上記質点２３の振幅Ｘ・は、 と表わされる。ただし、（３）式でｘ、は一定の力Ｐが
質点２３に加わった場合の同質点２３の変位である。
そして、ω／ｐをパラメータとして（Ｘ０／Ｘ、、 ）
を表わすと第５図に示すグラフのようになり、このグラ
フを見でも分かる通り、（ω／ｐ）＝１となる点が共振
点であり、この京で振動の振幅が最大となる。
を表わすと第５図に示すグラフのようになり、このグラ
フを見でも分かる通り、（ω／ｐ）＝１となる点が共振
点であり、この京で振動の振幅が最大となる。
つまり、上述の振動系において共振を防止するためには
、（ω／ｐ）≠１となるようにバネ定数におよび重量Ｗ
の値を定めればよい。
、（ω／ｐ）≠１となるようにバネ定数におよび重量Ｗ
の値を定めればよい。
そして、第３図に示す船体上部構造においては、梁４が
第４図に示すバネ２１およびグンパ２２に相当する作用
を有し、上部構造前Ｗｈ２および上部構造後部３が質点
２３に相当する作用を持つため、上記梁４の形状を適当
に定めることによって、そのバネ定数ｋを所要の値に定
めることができ、これによって共振が防止されるのであ
る。
第４図に示すバネ２１およびグンパ２２に相当する作用
を有し、上部構造前Ｗｈ２および上部構造後部３が質点
２３に相当する作用を持つため、上記梁４の形状を適当
に定めることによって、そのバネ定数ｋを所要の値に定
めることができ、これによって共振が防止されるのであ
る。
しかしながら、実際の船舶の設計に際して、上部構造前
部２．上部構造後部３お上り梁４からなる振動系の共振
点を求めるには、単純化されたモデルについての計算や
過去の経験等から推定する以外にはないが、実際の船舶
においでは、主ｌｌ１１５やプロペラ６の振動状態が変
化したり、その船体上部構造と様々な蟻装品および装置
等とが連成して振動したりするため、上記船体上部構造
における共振の発生を避けることができない。
部２．上部構造後部３お上り梁４からなる振動系の共振
点を求めるには、単純化されたモデルについての計算や
過去の経験等から推定する以外にはないが、実際の船舶
においでは、主ｌｌ１１５やプロペラ６の振動状態が変
化したり、その船体上部構造と様々な蟻装品および装置
等とが連成して振動したりするため、上記船体上部構造
における共振の発生を避けることができない。
本発明は、このような問題点の解消をはかろうとするも
ので、船体各部の振動状態・に応じて船体上部構造の共
振周波数を適宜自動的に変化させることにより、その共
振を確実に防止できるようにした、共振防止式船体上部
構造を提供することを目的とする。
ので、船体各部の振動状態・に応じて船体上部構造の共
振周波数を適宜自動的に変化させることにより、その共
振を確実に防止できるようにした、共振防止式船体上部
構造を提供することを目的とする。
このため、本発明の共振防止式船体上部構造は、船体の
上甲板上に、居住区を含む上部構造前部と、主機室囲壁
を含む上部構造後部と、これらの上部構造前部と上部構
造後部とを上記上甲板よりも上方において連結したタン
ク状梁とをそなえ、上記上甲板の下方から伝達される振
動との共振を防止すべく、上記梁の内部に流体が充填さ
れるとともに、同流体を加圧しうる加圧機構と、同加圧
機構に制御信号を送る制御系とが設けられて、同制御系
が、船体各部に配設されたセンサからの振動検出信号を
受けて船体の振動状態を算出する演算器と、同演算器か
らの情報に基づいて上記加圧機構に制御信号を送る制御
器とで構成されていることを特徴としている。
上甲板上に、居住区を含む上部構造前部と、主機室囲壁
を含む上部構造後部と、これらの上部構造前部と上部構
造後部とを上記上甲板よりも上方において連結したタン
ク状梁とをそなえ、上記上甲板の下方から伝達される振
動との共振を防止すべく、上記梁の内部に流体が充填さ
れるとともに、同流体を加圧しうる加圧機構と、同加圧
機構に制御信号を送る制御系とが設けられて、同制御系
が、船体各部に配設されたセンサからの振動検出信号を
受けて船体の振動状態を算出する演算器と、同演算器か
らの情報に基づいて上記加圧機構に制御信号を送る制御
器とで構成されていることを特徴としている。
上述の本発明の共振防止式船体上部構造では、船体各部
のセンサからの振動検出信号により演算器によって船体
の振動状態が算出され、同演算器からの情報に基づいて
制御器から加圧機構へ制御信号が送られで、同加圧機構
によりタンク状梁内部の流体への加圧状態が調整される
ことによって、船体上部構造における共振周波数を適宜
自動的に変化させ、その共振を防止する。
のセンサからの振動検出信号により演算器によって船体
の振動状態が算出され、同演算器からの情報に基づいて
制御器から加圧機構へ制御信号が送られで、同加圧機構
によりタンク状梁内部の流体への加圧状態が調整される
ことによって、船体上部構造における共振周波数を適宜
自動的に変化させ、その共振を防止する。
以下、図面により本発明の一実施例としての共振防止式
船体上部構造について説明すると、第１図はその斜視図
、第２図はその加圧機構および制御系を説明するための
模式的な側断面図である。
船体上部構造について説明すると、第１図はその斜視図
、第２図はその加圧機構および制御系を説明するための
模式的な側断面図である。
第１図に示すように、船舶の上甲板上には居住区を含む
上部構造前部２と主機室囲壁を含む上部構造後部３とが
設けられでいて、これらの上部構造前部２と上部構造後
部３とは、上記上甲板より上方において２本の梁１１に
より連結されて、いる。
上部構造前部２と主機室囲壁を含む上部構造後部３とが
設けられでいて、これらの上部構造前部２と上部構造後
部３とは、上記上甲板より上方において２本の梁１１に
より連結されて、いる。
第２図に示すように、これらの梁１１はタンク状に形成
されており、その内部には流体としての水１２が充填さ
れでいる。
されており、その内部には流体としての水１２が充填さ
れでいる。
また、上部構造後部３前面には梁１１内に連通する開口
１０が形成されていて、同開口１０にはピストン棒１３
が水密に摺動するように挿入されている。
１０が形成されていて、同開口１０にはピストン棒１３
が水密に摺動するように挿入されている。
このピストン棒１３は油圧装置１４へ連結されており、
これらのピストン棒１３と油圧装置１４とで加圧機構２
０が構成されている。
これらのピストン棒１３と油圧装置１４とで加圧機構２
０が構成されている。
一方、この加圧機構２０は、演算器１５と制御器１７と
からなる制御系１９へ電気的に接続され、同制御系１９
により制御されて作動するようになっている。
からなる制御系１９へ電気的に接続され、同制御系１９
により制御されて作動するようになっている。
また、この制御系１９は、上部構造前部２．上部構造後
［３，主ｌ１５．プロペラ６などの船体各部に配設され
た多数の振動検出用センサ１６と電気的に接続されてい
る。
［３，主ｌ１５．プロペラ６などの船体各部に配設され
た多数の振動検出用センサ１６と電気的に接続されてい
る。
本発明の共振防止式船体上部構造は上述のごと（構成さ
れているので、各センサ１６から制御系１９へ船体各部
における振動（振動数、振幅）検出信号が送られると、
まず演算器１５においてこれらの振動検出信号に基づき
船体各部の振動状態が算出され、さらにその算出結果を
もとに、船体上部構造前部２お上り後部３の振動を最小
にするような梁１１内部の水圧が計算される。
れているので、各センサ１６から制御系１９へ船体各部
における振動（振動数、振幅）検出信号が送られると、
まず演算器１５においてこれらの振動検出信号に基づき
船体各部の振動状態が算出され、さらにその算出結果を
もとに、船体上部構造前部２お上り後部３の振動を最小
にするような梁１１内部の水圧が計算される。
そして、この計算結果が演算器１５から制御器１７へ送
られ、ついで上記の計算結果に基づいて同制御器１７か
ら加圧機構２０へ制御信号が送られて、梁１１内部の水
１２を加圧あるいは減圧するために、油圧装置１４によ
りピストン棒１３が所要量だけ梁１１の内部へ挿入ある
いは内部から引出される。
られ、ついで上記の計算結果に基づいて同制御器１７か
ら加圧機構２０へ制御信号が送られて、梁１１内部の水
１２を加圧あるいは減圧するために、油圧装置１４によ
りピストン棒１３が所要量だけ梁１１の内部へ挿入ある
いは内部から引出される。
したがって、梁１１内部の水１２の圧力がピストン棒１
３により所要の圧力に変化して、上記梁１１の形状が微
妙に変形し、同梁１１のバネ定数が変化するため、上述
の船体上部構造全体の共振周波数が変化して、上甲板の
下方から伝達される振動と船体上部構造との共振の発生
が防止される。
３により所要の圧力に変化して、上記梁１１の形状が微
妙に変形し、同梁１１のバネ定数が変化するため、上述
の船体上部構造全体の共振周波数が変化して、上甲板の
下方から伝達される振動と船体上部構造との共振の発生
が防止される。
そして、以上のような作用が常時繰り返されることによ
って、主Ｗ１５やプロペラ６の振動状ｔ４ｙｔ変化や船
体振動の連成状態の変化に応じで梁１１内部の水圧が適
宜自動的に調整され、上述の船体上部構造における共振
の発生が確実に防止されるのである。
って、主Ｗ１５やプロペラ６の振動状ｔ４ｙｔ変化や船
体振動の連成状態の変化に応じで梁１１内部の水圧が適
宜自動的に調整され、上述の船体上部構造における共振
の発生が確実に防止されるのである。
以上詳述したように、本発明の共振防止式船体上部構造
によれば、船体の上甲板上に、居住区を含む上部構造前
部と、主機室囲壁を含む上部構造後部と、これらの上部
Ｍ４造前部と上部構造後部とを上記上甲板よりも上方に
おいて連結したタンク状梁とをそなえ、上記上甲板の下
方から伝達される振動との共振を防止すべく、上記梁の
内部に流体が充填されるとともに、同流体を加圧しうる
加圧機構と、同加圧機構に制御信号を送る制御系とが設
けられて、同制御系が、船体各部に配設されたセンサか
らの振動検出信号を受けて船体の振動状態を算出する演
算器と、同演算器からの情報に基づいて上記加圧機構に
制御信号を送る制御器とで構成されるという簡素な構造
で、船体上部構造物における共振の発生が常時確実に防
止されるので、船体、待に居住区周辺における振動およ
び騒音が大幅に低減されるばかりか、船体の疲労破壊が
防止され、その耐久性の向上にも寄与しうるのである。
によれば、船体の上甲板上に、居住区を含む上部構造前
部と、主機室囲壁を含む上部構造後部と、これらの上部
Ｍ４造前部と上部構造後部とを上記上甲板よりも上方に
おいて連結したタンク状梁とをそなえ、上記上甲板の下
方から伝達される振動との共振を防止すべく、上記梁の
内部に流体が充填されるとともに、同流体を加圧しうる
加圧機構と、同加圧機構に制御信号を送る制御系とが設
けられて、同制御系が、船体各部に配設されたセンサか
らの振動検出信号を受けて船体の振動状態を算出する演
算器と、同演算器からの情報に基づいて上記加圧機構に
制御信号を送る制御器とで構成されるという簡素な構造
で、船体上部構造物における共振の発生が常時確実に防
止されるので、船体、待に居住区周辺における振動およ
び騒音が大幅に低減されるばかりか、船体の疲労破壊が
防止され、その耐久性の向上にも寄与しうるのである。
さらに、タンク状梁の内部は、清水タンクや防火用水タ
ンクなどとして利用できる利、αもある。
ンクなどとして利用できる利、αもある。
第１，２図は本発明の一実施例としての共振防止式船体
上部構造を示すもので、第１図はその斜視図、Ｍ＆２図
はその加圧８！構および制御系を説明するための模式的
な側断面図であり、第３図は従来の共振防止式船体上部
構造を模式的に示す側面図であり、第４．５図は一般的
な振動系の共振現象を説明するためのもので、第４図は
その振動系を示す模式図、ｔＩＩＪ５図はその共振曲線
を示すグラフであり、第６図（ａ）、（ｂ）は一般的な
船体上部構造を示すもので、第６図（、）は一体型船体
上部構造を模式的に示す側面図、第６図（ｂ）は分離型
船体上部構造を模式的に示す側面図である。 ２・・上部構造前部、３・・上部構造後部、５・・主機
、６・・プロペラ、１０・・開口、１１・・タンク状梁
、１２・・流体としての水、１３・・ピストン棒、１４
・・油圧装置、１５・・演算器、１６・・センサ、１７
・・制御器、１９・・制御系、２０・・加圧機構。 復代理人 弁理士 飯 沼 義 彦 第１図 第 ２ 図 第 ３ 図 第４図 １．０ ２０ ３．０ 第６図
上部構造を示すもので、第１図はその斜視図、Ｍ＆２図
はその加圧８！構および制御系を説明するための模式的
な側断面図であり、第３図は従来の共振防止式船体上部
構造を模式的に示す側面図であり、第４．５図は一般的
な振動系の共振現象を説明するためのもので、第４図は
その振動系を示す模式図、ｔＩＩＪ５図はその共振曲線
を示すグラフであり、第６図（ａ）、（ｂ）は一般的な
船体上部構造を示すもので、第６図（、）は一体型船体
上部構造を模式的に示す側面図、第６図（ｂ）は分離型
船体上部構造を模式的に示す側面図である。 ２・・上部構造前部、３・・上部構造後部、５・・主機
、６・・プロペラ、１０・・開口、１１・・タンク状梁
、１２・・流体としての水、１３・・ピストン棒、１４
・・油圧装置、１５・・演算器、１６・・センサ、１７
・・制御器、１９・・制御系、２０・・加圧機構。 復代理人 弁理士 飯 沼 義 彦 第１図 第 ２ 図 第 ３ 図 第４図 １．０ ２０ ３．０ 第６図
Claims (1)
- 船体の上甲板上に、居住区を含む上部構造前部と、主機
室囲壁を含む上部構造後部と、これらの上部構造前部と
上部構造後部とを上記上甲板よりも上方において連結し
たタンク状梁とをそなえ、上記上甲板の下方から伝達さ
れる振動との共振を防止すべく、上記梁の内部に流体が
充填されるとともに、同流体を加圧しうる加圧機構と、
同加圧機構に制御信号を送る制御系とが設けられて、同
制御系が、船体各部に配設されたセンサからの振動検出
信号を受けて船体の振動状態を算出する演算器と、同演
算器からの情報に基づいて上記加圧機構に制御信号を送
る制御器とで構成されていることを特徴とする、共振防
止式船体上部構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1198985A JPS61169386A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 共振防止式船体上部構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1198985A JPS61169386A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 共振防止式船体上部構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61169386A true JPS61169386A (ja) | 1986-07-31 |
Family
ID=11792994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1198985A Pending JPS61169386A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 共振防止式船体上部構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61169386A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7013832B2 (en) * | 2000-04-28 | 2006-03-21 | Bae Systems Plc | Arrangement for damping of structural resonance |
| JP2010111184A (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 船舶居室構造 |
-
1985
- 1985-01-23 JP JP1198985A patent/JPS61169386A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7013832B2 (en) * | 2000-04-28 | 2006-03-21 | Bae Systems Plc | Arrangement for damping of structural resonance |
| JP2010111184A (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 船舶居室構造 |
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