（3）

　　为第i阶自由振动的圆频率。这就是典型的特征值问题方程，可以求解n个 的值以及n个 的特征值。

　　在对锅炉底座支撑平台钢架进行模态计算时，要忽略其所受到的外部载荷。而在实际操作过程中，影响结构机械性能的主要是其低阶模态，高阶模态的影响较小，所以采用subspace方法对排气管道钢架提取前20阶模态进行分析。subspace方法比较适合于提取中型到大型模型的较少的阵型（﹤40），内部使用广义的Jacobi迭代算法，在用于实体单元时，具有内存要求低、精度较高的特点[3-4]。

　　表1 锅炉支撑平台钢架的前20阶固有频率

　　阶数 频率 阶数 频率 阶数 频率 阶数 频率 阶数 频率

　　1 6.5033 5 25.303 9 32.16 13 42.527 17 52.731

　　2 9.9022 6 27.102 10 32.264 14 44.73 18 59.651

　　3 12.322 7 28.44 11 34.339 15 50.136 19 64.385

　　4 22.142 8 30.425 12 41.065 16 50.885 20 68.251

　　表1是锅炉支撑平台钢架前20阶固有频率，从表中可见锅炉支撑平台钢架的最小固有频率为6.5033Hz，可以发现排气管道钢架的最小固有频率大于柴油机的激励频率2.3Hz，所以共振不会发生。而且振型基本上是单一H型钢的表位移，整体的位移变化量不大。所以满足设计要求，不需改变结构。

　　3.结论

　　本文运用AUTO-CAD对船舶导热油锅炉底座支撑平台钢架进行了精确的建模，然后导入有限元计算软件ANSYS对其进行模态计算分析，从理论上验证了此船舶导热油锅炉底座支撑平台钢架的固有频率能够避开激励频率，避免共振的发生，从而满足设计要求，不需改变结构。研究结果可为大型特种钢架的模态分析提供依据和参考。

　　参考文献

　　[1]杨荣柏.机械结构分析的有限元法[M].武汉：华中理工大学出版社，1989.

　　[2]丁毓峰.ANSYS12.0有限元分析完全手册[M].北京：电子工业出版社，2011.

　　[3]初诗农，王若松，徐淑梅，等.ANSYS在架空索道塔架模态分析中的作用[J].机械工程与自动化，2008，148（3）：94-96.

　　[4]祁玉荣，金咸定，吴荣宝，等.舰船尾轴架模态分析[J].船舶工程，2004，26（3）：32-36.

　　[5]中华人民共和国国家标准.钢结构设计规范（GB 50017-2012）[M] .北京： 中国建筑工业出版社，2012.

 

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