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摘 要：随着我国交通运输行业的不断发展，船舶等交通工具在我国交通行业上也得到广泛应用，这就需要对我国现在社会上的船舶进行深入研究。目前在对船舶交通工具进行研究的过程中，清楚的发现船舶在行驶时候经常会因为一些外界因素造成方向偏移的现象发生，这种现象的发生对船舶的安全行驶产生一定阻碍作用，针对于此就需要采取合理有效的技术手段对这种现象进行制止。总的来说在船舶上安装限位器设备后，船舶在受到外界因素冲击的时候限位器自身刚度就会发生一些变化，这就需要采用非线性方法对发生冲击响应进行全面分析，并根据分析结果制定合理冲击隔离方法。
关键词：船舶；船舶工程；带限位器船舶设备；非线性冲击；冲击隔离
船舶在行驶过程中经常会受到外界因素的影响，造成船舶行驶方向发生偏移。这里所说的因素主要包括水面上的风力、船舶自身的浮力和水流方向等。在船舶发生偏移时就需要对其进行及时有效的处理。因此在船舶设备上配置合理的限位器就显得非常重要的。总的来说限位器的根本作用并不是对船舶发生偏移现象进行合理解决俄，而是在船舶发生偏移之后，限位器自身就能够准确的感知船舶偏移幅度，并对这种偏移幅度造成的冲击刚度进行有效计算，进一步实现虚拟非线性冲击响应。
一、对带限位器的船舶设备进行描述
总的来说船舶上限位器的作用在于船舶设备发生外界冲击过程中，能够通过限位器自身刚度对冲击时发生的偏移做出有效响应。并且对船舶发生偏移幅度起到控制作用。换句话说船舶上的限位器根本目的就是防止在船舶在行驶过程中受到冲击发生偏移超过规定范围而设置的一项技术设备。在安装限位器的船舶设备发生偏移的时候，进行相应冲击计算和响应分析的时候需要对限位器自身刚度有一个全面考虑，这是因为在船舶发生偏移或者其他变化的时候，限位器自身刚度会发生或多或少的变化，也就是说这整个系统是一种非线性系统，因此在进行处理方法选取的时候，并不能选取模态叠加法和谱分析法对冲击响应进行计算。
在对含有限位器的船舶设备进行研究中，对其进行非线性系统冲击响应分析中存在的难点也要有一个全面的了解。其在进行响应分析时的难点主要包括两个。以下笔者主要针对于这两个难点进行深入研究。
（一）前面也清楚地说明在发生外界因素影响的时候，船舶自身会发生偏移，这就需要通过限位器的刚度变化对船舶发生偏移的幅度进行有效确定。但是由于限位器自身主要材料为高弹性材料，这就导致在发生外界冲击的情况时，其冲击可能会因为弹性原因而重复若干次或者只有一次。不仅如此在重复冲击过程中，冲击力度并不统一，这些情况的出现对其冲击相应都会产生一些影响。而且这种冲击力度不确定的情况下会导致限位器自身刚度发生一些变化。因此在进行冲击响应计算的时候需要采取部分实验并对实验结果进行综合计算，这样才能获取最接近实际情况的限位器刚度。
（二）在对限位器刚度进行非线性冲击响应分析的时候还需要根据限位器自身刚度变化建立合理的有限元模型，这就为整个冲击响应分析过程提供很大的难度。
综合以上对带限位器的船舶设备进行全面论述之后，对其中存在的问题和难点需要进行有效的解决，而且还需要对带有限位器的船舶设备相应特点进行准确描述。
二、限位器冲击刚度的确定
（一）限位器垂向刚度计算有限元模型
限位器的结构见图1限位器的垂向（Y向）限位刚度计算有限元模型见图1左边的模型。由于对称性，图中表小的是限位器的半个剖面。该模型中，高弹性材料部分采用NANSYS轴对称HYPER56单元，共164个。下面的水平线表示限制平而，由16个CONTACT26接触单元组成，高弹性材料部分和钢圆柱体接触的表而在X和Z方向固定.在Y方一向的载荷为2mm位移。
（二）垂向冲击刚度的确定
对高弹性材料，应力和应变之间的关系是非线性的，故采用Newton-Raphson方法计算力和位移之间的关系，即刚度。乘上一定的系数即可以进一步确定冲击刚度。实际计算中，所加的载荷是高弹性材料部分和钢圆柱体接触的表面在Y方向的2mm位移总的计算步长为1。分成9段。
（三）限位器横向刚度计算有限元模型
限位器的横向（X向）限位刚度计算有限元模型见图2。由于对称性，图中表示的是限位器的1/4剖面。该模型中高弹性材料部分采用ANSYS平面HYPER56单元，共150个。靠中心弧线表示限制曲面，由31个CONTACT26接触单元组成。边界条件：在Y=0的平面上，y方向移为零；在最外面的圆弧线（高弹性材料部分和钢圆柱接触面上），Y=0。载荷：在最外面的圆弧线上，x=1.5mm。
三、限位器的限位有限元数学模型
限位器的特点是：（1）限位器只是在被限位的设备相对于限位器运动到给定的限位值时才起作用；（2）一般来说，只能压缩不能拉伸；（3）在压缩过程中，刚度从小变化到理论上的无穷大。根据这些特点，首先构造一个有限单元如图3（a）所示（节点i和j，刚度k）。
当间隙（gap）大于零时，该单元不起作用。当间隙小于或等于零时，该单元相当于一个弹簧，其刚度为k。可见，该单元可以用于模拟一个刚度为常量的限位器。如图3（b），可以将变刚度曲线简化为一系列的折线，当间隙为零时，第一个刚度为k1的限位器开始起作用。当间隙为-x1时，第二个限位器起作用，其刚度为k2+k1，…。
四、结束语
为了防止船舶上的设备在受到冲击时其位移超过允许的范围，常在设备的某些位置安装限位器。当设备受到冲击时如碰到限位器，则加速度和变形必然再次发生突变而产生第二次冲击，其危害可能很大。因此运用虚拟冲击方法对此问题进行研究具有重要意义。
本文首先建立限位器中的高弹性材料本构关系，通过模拟分析得到限位器非线性刚度曲线。建立带间隙的弹簧单元刚度矩阵，用一系列的带间隙的弹簧单元叠加逼近限位器非线性刚度曲线和模拟限位器间隙。通过一算例，计算结果表明，随着开始限位值的减小（即间隙的减少），泵底座的最大位移减小，但最大加速度迅速增大。
参考文献：
[1]船舶设备采购直通车[J].广东造船.2014（02）
[2]广州永航船舶设备有限公司[J].珠江水运.2012（13）
[3]罗肖健，郭瑜，李洁.船舶设备维修性评估方法概述[J].中国修船.2004（04）
[4]李晓江.船舶设备保障的“人性化”构想[J].决策与信息（中旬刊）.2013（04）
关键词：船舶；船舶工程；带限位器船舶设备；非线性冲击；冲击隔离
船舶在行驶过程中经常会受到外界因素的影响，造成船舶行驶方向发生偏移。这里所说的因素主要包括水面上的风力、船舶自身的浮力和水流方向等。在船舶发生偏移时就需要对其进行及时有效的处理。因此在船舶设备上配置合理的限位器就显得非常重要的。总的来说限位器的根本作用并不是对船舶发生偏移现象进行合理解决俄，而是在船舶发生偏移之后，限位器自身就能够准确的感知船舶偏移幅度，并对这种偏移幅度造成的冲击刚度进行有效计算，进一步实现虚拟非线性冲击响应。
一、对带限位器的船舶设备进行描述
总的来说船舶上限位器的作用在于船舶设备发生外界冲击过程中，能够通过限位器自身刚度对冲击时发生的偏移做出有效响应。并且对船舶发生偏移幅度起到控制作用。换句话说船舶上的限位器根本目的就是防止在船舶在行驶过程中受到冲击发生偏移超过规定范围而设置的一项技术设备。在安装限位器的船舶设备发生偏移的时候，进行相应冲击计算和响应分析的时候需要对限位器自身刚度有一个全面考虑，这是因为在船舶发生偏移或者其他变化的时候，限位器自身刚度会发生或多或少的变化，也就是说这整个系统是一种非线性系统，因此在进行处理方法选取的时候，并不能选取模态叠加法和谱分析法对冲击响应进行计算。
在对含有限位器的船舶设备进行研究中，对其进行非线性系统冲击响应分析中存在的难点也要有一个全面的了解。其在进行响应分析时的难点主要包括两个。以下笔者主要针对于这两个难点进行深入研究。
（一）前面也清楚地说明在发生外界因素影响的时候，船舶自身会发生偏移，这就需要通过限位器的刚度变化对船舶发生偏移的幅度进行有效确定。但是由于限位器自身主要材料为高弹性材料，这就导致在发生外界冲击的情况时，其冲击可能会因为弹性原因而重复若干次或者只有一次。不仅如此在重复冲击过程中，冲击力度并不统一，这些情况的出现对其冲击相应都会产生一些影响。而且这种冲击力度不确定的情况下会导致限位器自身刚度发生一些变化。因此在进行冲击响应计算的时候需要采取部分实验并对实验结果进行综合计算，这样才能获取最接近实际情况的限位器刚度。
（二）在对限位器刚度进行非线性冲击响应分析的时候还需要根据限位器自身刚度变化建立合理的有限元模型，这就为整个冲击响应分析过程提供很大的难度。
综合以上对带限位器的船舶设备进行全面论述之后，对其中存在的问题和难点需要进行有效的解决，而且还需要对带有限位器的船舶设备相应特点进行准确描述。
二、限位器冲击刚度的确定
（一）限位器垂向刚度计算有限元模型
限位器的结构见图1限位器的垂向（Y向）限位刚度计算有限元模型见图1左边的模型。由于对称性，图中表小的是限位器的半个剖面。该模型中，高弹性材料部分采用NANSYS轴对称HYPER56单元，共164个。下面的水平线表示限制平而，由16个CONTACT26接触单元组成，高弹性材料部分和钢圆柱体接触的表而在X和Z方向固定.在Y方一向的载荷为2mm位移。
（二）垂向冲击刚度的确定
对高弹性材料，应力和应变之间的关系是非线性的，故采用Newton-Raphson方法计算力和位移之间的关系，即刚度。乘上一定的系数即可以进一步确定冲击刚度。实际计算中，所加的载荷是高弹性材料部分和钢圆柱体接触的表面在Y方向的2mm位移总的计算步长为1。分成9段。
（三）限位器横向刚度计算有限元模型
限位器的横向（X向）限位刚度计算有限元模型见图2。由于对称性，图中表示的是限位器的1/4剖面。该模型中高弹性材料部分采用ANSYS平面HYPER56单元，共150个。靠中心弧线表示限制曲面，由31个CONTACT26接触单元组成。边界条件：在Y=0的平面上，y方向移为零；在最外面的圆弧线（高弹性材料部分和钢圆柱接触面上），Y=0。载荷：在最外面的圆弧线上，x=1.5mm。
三、限位器的限位有限元数学模型
限位器的特点是：（1）限位器只是在被限位的设备相对于限位器运动到给定的限位值时才起作用；（2）一般来说，只能压缩不能拉伸；（3）在压缩过程中，刚度从小变化到理论上的无穷大。根据这些特点，首先构造一个有限单元如图3（a）所示（节点i和j，刚度k）。
当间隙（gap）大于零时，该单元不起作用。当间隙小于或等于零时，该单元相当于一个弹簧，其刚度为k。可见，该单元可以用于模拟一个刚度为常量的限位器。如图3（b），可以将变刚度曲线简化为一系列的折线，当间隙为零时，第一个刚度为k1的限位器开始起作用。当间隙为-x1时，第二个限位器起作用，其刚度为k2+k1，…。
四、结束语
为了防止船舶上的设备在受到冲击时其位移超过允许的范围，常在设备的某些位置安装限位器。当设备受到冲击时如碰到限位器，则加速度和变形必然再次发生突变而产生第二次冲击，其危害可能很大。因此运用虚拟冲击方法对此问题进行研究具有重要意义。
本文首先建立限位器中的高弹性材料本构关系，通过模拟分析得到限位器非线性刚度曲线。建立带间隙的弹簧单元刚度矩阵，用一系列的带间隙的弹簧单元叠加逼近限位器非线性刚度曲线和模拟限位器间隙。通过一算例，计算结果表明，随着开始限位值的减小（即间隙的减少），泵底座的最大位移减小，但最大加速度迅速增大。
参考文献：
[1]船舶设备采购直通车[J].广东造船.2014（02）
[2]广州永航船舶设备有限公司[J].珠江水运.2012（13）
[3]罗肖健，郭瑜，李洁.船舶设备维修性评估方法概述[J].中国修船.2004（04）
[4]李晓江.船舶设备保障的“人性化”构想[J].决策与信息（中旬刊）.2013（04）