Trilling analyses
Het trillingsniveau, en daarmee het comfort, wordt steeds belangrijker voor jachteigenaren. Om aan de doelstellingen te voldoen en een maximale trillingsreductie te bereiken, is het essentieel om het structurele gedrag van het schip te bestuderen. Het perspectief van Van Cappellen Consultancy is om het trillingsgedrag van de constructie te controleren tijdens de ontwerpfase van het jacht. Constructiedelen worden gemodelleerd in eindige elementen (FE) software en geanalyseerd.
Van Cappellen Consultancy geeft de voorkeur aan het berekenen van de eigenfrequentie met behulp van FEM boven het gebruik van simplistische formules, omdat FEM de analyse van complexe geometrieën, orthotope materialen (bijv. composieten), etc. en van structurele aanpassingen, zoals materiaaldikte en het toevoegen van verstijvers of frames, vergemakkelijkt. Een effectieve beoordeling van dergelijke constructiemaatregelen wordt uitgevoerd met behulp van FEM.
Wij voeren berekeningen uit zoals:
Berekening input mobility
Het dynamisch gedrag van fundaties is van groot belang voor de overdracht van akoestische energie van machines naar de scheepsconstructie. Het idee hierachter is vrij eenvoudig: “hoe minder energie in de scheepsconstructie wordt overgedragen, hoe minder energie beschikbaar is voor de straling van geluid naar de binnenruimten”.
Met behulp van FEM kan de input mobility van een fundatie al in de vroege ontwerpfase worden berekend. Het onderstaande figuur geeft een voorbeeld van een FE-model dat is gebruikt om de input mobility van de dieselmotorfundatie van een aluminium jacht van 135’ te berekenen.
Berekening van de eigenfrequentie
Met behulp van het FE-model wordt de normale modusanalyse van plaatselijke structuren (bv. dekken, schotten, enz.) uitgevoerd. De resultaten identificeren eigen frequenties en bijbehorende modusvormen. Wanneer energie wordt toegevoerd aan een constructie met een frequentie die samenvalt met de belangrijkste eigen frequentie, kan een aanvankelijk kleine trilling worden versterkt. Het menselijk lichaam kan met name laagfrequente trillingen waarnemen en ervaart deze als oncomfortabel.
6-DOF berekening
Het hoofddoel van de ontkoppeling van de motor (bron) en de ondersteunende structuur (ontvanger) door middel van elastische verende opstellingen is het verminderen van de geluidsoverdracht van de machines naar de scheepsconstructie. Dit proces staat bekend als “isolatie”.
Indien de machine is geïnstalleerd op verende trillingsdempers, wordt dit een fysiek massa/veersysteem genoemd, waarvan bekend is dat het zes starre lichaamsmodi (eigen frequenties) heeft. De berekening van deze frequenties, waarbij dit fysische verschijnsel wordt verwacht, wordt een zes-vrijheidsgradenberekening (6-DOF) genoemd.
Bij Van Cappellen Consultancy worden deze berekeningen uitgevoerd met behulp van FEM.
Voorbeeld:
Bij een tussenframe dat onder generatorsets wordt gebruikt gaat het om standaard in de fabriek geproduceerde frames. Hoewel Van Cappellen Consultancy een compleet nieuw frame kan ontwerpen, komt het vaker voor dat een bestaand frame wordt aangepast. Mobility, dynamische stijfheid, interactie tussen trillingsdempers en frame, alsmede de locatie van de steunen kunnen worden gecontroleerd met behulp van FEM.
Bij een dubbel-elastische opgestelde generator set worden de massa en stijfheid van het tussenframe (geplaatst tussen de bovenste en onderste steunen) samen gecontroleerd met behulp van de 12-DOF berekening.
