指导性文件GUIDANCE NOTESGD29-2018
中国船级社
2018
2018年11月26日生效
简要编写说明
船舶在海浪环境的波浪力作用下会产生波激振动和砰击颤振现象，这种现象将对船舶结构疲劳寿命和船体梁极限强度产生影响.
CCS就波激振动和碎击颤振对船体结构强度的影响进行了相关研究，该研究包括模型水池试验研究和理论计算分析.研究表明：波激和研击诱导的船体梁振动所产生的垂向波浪弯矩高频分量对船体结构疲劳损伤有一定的贡献，砰击颤振导致的垂向波浪弯矩增加对船体梁极限强度有一定的影响.
基于上述研究并参考国内外该领域的研究成果，对CCS已发布的《波激振动和砰击颤振对船体结构疲劳强度影响计算指南》（2015）进行了修改、补充和完善，增加了计及砰击额振的船体梁极限强度评估要求并对碎击颤振计算工况进行简化，完成了作为上述指南替代版的《船体结构波激振动和辞击额振直接计算评估指南》（2018）的编制工作.本指南旨在为船体结构在波激和辞击诱导船舶垂向振动作用下的疲劳强度和极限强度评估提供评估方法.
本指南将载荷直接计算、水弹性分析、疲劳损伤等效方法和载荷长期预报理论应用于船体结构疲劳强度和船体梁极限强度评估相关的垂向波浪弯矩波激振动和碎击振效应计算.本指南应与CCS的相关疲劳评估指南或规范一并使用进行船舶结构的疲劳强度评估和船体梁极限强度评估.
目录
1.1 适用范围. 11.2 1.3 波激振动和码击颤振现象 基本假定 .2 .31.4 波激振动和码击颤振评估流程.. .31.5 符号 .7
装载工况2.1 2.2 波浪环境 8 ..82.3 计算要求 .92.4 疲劳计算S-N曲线 .92.5 砰击颤振计算工况简化 10
第3章 线性波激振动作用下的船体结构疲劳强度评估. 11
3.1 疲劳损伤计算 ..113.2 线性波激振动对疲劳损伤的贡献度 ..133.3 计及线性波激振动的船体结构疲劳强度评估. .14.
第4章 ..15
砰击颤振和波激振动作用下的船体结构疲劳强度评估，
4.1 应力响应时间历程 ..154.2 疲劳损伤计算 .154.3 砰击颤振和波激振动对疲劳损伤的贡献度 ..164.4 计及研击颤振和波激振动的船体结构疲劳强度评估. .16
第5章 .17
砰击颤振作用下的船体梁极限强度评估
5.1 垂向波浪弯矩时间历程.. ..175.2 垂向波浪弯矩极值分析 .175.3 计及砰击颤振的船体梁极限强度评估 .17
第1章一般要求
1.1适用范围
1.1.1本指南规定了计及波激振动和研击颤振诱导载荷作用的船体结构疲劳强度和船体梁极限强度的评估方法，本指南适用于CCS规范或指南要求进行波激振动和碎击颤振评估的船舶，也适用于自愿申请本章1.1.3附加标志的船舶，或CCS认为需要考虑波激振动和砰击颤振影响的船舶.
1.1.2符合下述条件的船舶，需考虑波激振动和碎击蕨振作用：
a）L >300m:
式中：L-船长，m，见CCS《钢质海船入级规范》第2篇第1章第1节相关定义.
b)fec > fzn
式中：fec-考虑波激振动和碎击振效应的临界波浪遭遇频率，Hz，按下式计算：
其中：V-最大服务航速，m/s，见CCS《钢质海船入级规范》第2篇第1章第1节相
关定义：
f2n船体梁垂向两节点振动频率，Hz，如无确切数据，可按下式计算：
其中：I-船中横剖面垂向惯性矩，m：
pp-垂线间长，m；
A-包含附连水质量的船舶总质量，t，按下式计算：
其中：B-型宽，m:
d-计算装载工况下的平均吃水，m：
一船舶排水量，t.
c)α>45°.
式中：α-外飘角，见CCS《钢质海船入级规范》第2篇第7章第8节相关定义，（），取首垂线后0.1L处夏季载重线吃水距最上层甲板垂直距离一半高度的位置.对符合条件a）和b）的船舶，可根据本指南3.3进行计及线性波激振动的船舶结构疲
劳强度评估：
对符合条件a）、b）和c）的船舶，可根据本指南4.4进行计及研击颤振和波激振动的船舶结构疲劳强度评估：
对符合条件a）和c）的船舶，可根据本指南5.3进行计及砰击颤振的船体梁极限强度评估.
其他船舶也可参照本指南，对其船体结构进行波激振动和碎击额振强度评估.
1.1.3附加标志
（1）按照本指南3.3进行疲劳强度评估的船舶，可授予附加标志：SAF.
（2）按照本指南4.4进行疲劳强度评估的船舶，可授予附加标志：SWAF.
（3）按照本指南5.3进行极限强度评估的船舶，可授予附加标志：WAU.
1.1.4本指南应与CCS《船体结构疲劳强度指南》、《钢质海船入级规范》或《国内航行海船建造规范》一并使用进行船体结构的疲劳强度和极限强度评估.
1.2波激振动和碎击额振现象
1.2.1当船体结构刚度较低、船舶航速较高时，在波浪激励下船体结构会发生持续的无明显衰减的高频振动，产生所谓的"波激振动"现象，它是一种船体结构与波浪作用之间的共振现象.波激振动一般在船体一阶总振动巅率等于或接近船舶航行的波浪遭遇巅率时发生，也就是线性波激振动：当船体一阶总振动频率等于或接近波浪遭遇频率的整数倍或双色（或多色）规则波的和频时，船体也会产生波激振动，即为非线性波激振动.波激振动由于具有高频特征，且一般在中低海况下发生，主要影响结构的疲劳强度.对波激振动可根据需要采用线性频域水弹性谱分析方法或非线性时域水弹性统计分析方法进行计算预报.
1.2.2当船舶以较高航速在中高浪级中航行时，大幅的船波相对运动会使船体受到波浪的强烈冲击，船体结构由于碑击载荷的作用而发生瞬时的快速衰减的高巅振动，产生所谓的“额振“现象，它是一种波浪碎击对船体的强迫振动现象，颤振不仅使船体结构中的总应力水平达到较高的量级，影响船体梁极限强度，而且其高频特征也会影响结构的疲劳强度.由于碎击颤振的强非线性特征，应采用非线性时域水弹性统计分析方法进行计算预报.
1.2.3对计及线性波激振动的船体结构疲劳强度评估，应采用线性频域水弹性诺分析方法进行计算预报：对计及碎击蕨振和波激振动的船体结构疲劳强度评估，应采用非线性时域水弹性统计分析方法进行计算预报，此时辞击颤振响应和波激振动响应是耦合在一起的.
