其中，所施加的随机荷载大小可以通过船舶实际测量行到的荷载观测数据确定；再测量若干个测点的振动等级；如果振动等级不符合要求，改变船舶模型的结构参数，对其进行优化，至直到船舶模型为合理结构，振动等级达到要求。
[0104]在实船测试和模型校正完成后，利用本发明专利，在船舶详细设计阶段进行船舶结构参数的振动与噪声工程预报。本发明重点考虑各振源强度及振动能量沿着具有代表性的典型结构的传递损失随决定性参数的变化规律，从而简单有效地估算由机舱设备等引起的振动最终传递至接受点的能量级，计算简便且受边界条件影响较小。
[0105](五)测量仪器
[0106]另外，本发明还提供了一种测量仪器，用于测量船舶模型在自由状态下的模态参数，其中，测量仪器如图5所示，包括信号发生器1、功率放大器2、激振器3、被测试船舶模型11、ICP力传感器4、第一加速度传感器5、第二加速度传感器7、电荷放大器6、恒流源8、主机9以及显示屏10 ；
[0107]信号发生器I的输出端通过功率放大器2与激振器3的输入端连接；所述激振器3的输出端固定安装到传力杆的一端，所述传力杆的另一端固定到所述ICP力传感器4上，所述ICP力传感器4安装到被测试船舶模型11的激励位置上；在所述被测试船舶模型11的测点分别固定安装所述第一加速度传感器5和所述第二加速度传感器7 ;所述第一加速度传感器5的输出端通过所述电荷放大器6与所述主机相连；所述第二加速度传感器7通过所述恒流源8与所述主机相连；所述ICP力传感器4也与所述恒流源8连接；所述主机输出端与所述显示屏10连接。
[0108]其中，第一加速度传感器5和第二加速度传感器7均为加速度传感器，但属于不同类型:第一加速度传感器5为压电式加速度传感器，其作用是将测点振动的加速度信号转化为电荷信号输出，因主机的输入只有电压和电流信号，因此，需要电荷放大器6将加速度信号转化为电压信号送至主机；第二加速度传感器7为ICP传感器，内置集成电路压电，用于将测点振动的加速度信号转化为电压信号，但由于其内置集成电路，在工作时需要恒流源提供工作电流，因此，在主机和第二加速度传感器7之间插入的恒流源，在向第二加速度传感器7供电的同时也将加速度信号传回给主机，恒流源和第二加速度传感器7之间的信号是双向的，由于左行的是电压信号，右行的是电流信号，两者之间不会相互干扰；ICP力传感器4由于为ICP型的，其同样需要工作电流，可由恒流源同步供给，连接ICP力传感器4与恒流源的导线中的信号也是双向互不干扰的。在测试中，第一加速度传感器5和电荷放大器必须配套使用；第二加速度传感器7和恒流源也必须成套使用，不能混用。
[0109]该测量仪器的工作原理为:
[0110]信号发生器I产生原始信号，如所需要的正弦或随机信号；经所述功率放大器2放大后输入到所述激振器3，驱动所述激振器3产生激励信号，所述激励信号通过所述传力杆和所述ICP力传感器4的传导作用后，使激励位置产生振动；本部分为测量仪器的激励环节。
[0111]在测点布置两个加速度传感器，分别为第一加速度传感器5和第二加速度传感器7 ;其中，第一加速度传感器5米集测点的响应信号,经所述电荷放大器6放大后，传输到所述主机9 ;第二加速度传感器7采集测点的响应信号，并通过所述恒流源8传输到所述主机9 ;同时，ICP力传感器4采集所述传力杆传导的激励力，并通过所述恒流源8传输到所述主机9 ;本部分为测量仪器的响应记录与显示环节。
[0112]所述主机9对接收到的各信号进行分析，得到所述船舶模型的模态参数，并显示到显示屏10上。本部分为测量仪器的响应记录与显示环节。
[0113](六)阻波措施
[0114]就噪声传递路径而言，可分为沿空气路径传递的空气声和沿弹性结构传递的结构声两大类。空气声的特点是沿空气途径仅以压缩波的形式进行传递，其抑制手段主要是在其传递途径中提高分隔墙板的隔声量。而在弹性结构中，结构声的传播形式则不仅限于压缩波(纵波)，同时还存在弯曲波及剪切波，情况较为复杂。通常所说的结构声可以认为是不同模式的结构振动在弹性结构中的传递。
[0115]当弹性波在传递过程中遇到任何不连续(此处的不连续并不是指结构本身的断开，而是指传递介质的材料、截面尺寸发生改变，或者遇到转角或阻波元件等)的时候，均会产生透射及反射现象，这种现象被L.Cremer和M.Heckl称为结构波衰减(attenuat1nof structure-borne sound)。而阻波元件是指:设置在结构波传递路径上,用于制造传递介质的不连续，从而使结构波发生反射，进而阻止结构声无衰减地传递的力学元件，最终降低了目标舱室的振动噪音情况。
[0116]现有技术中，普遍采用的阻波元件为阻振质量及弹性层，这两者均对高频振动的抑制比较有效，但是前者在抗冲击方面不够理想，后者在保证强度方面也有所欠缺。本发明提出将二者相结合的思路，以阻波元件与结构的阻抗匹配度为主要参量，在阻振质量抑制原理的基础上设计新型高效、经济的阻波元件，用于船舶的减振降噪。具体的，首先通过计算获得最不利于结构波传递的插入元件所需的最优阻抗，然后在实际工程中通过调节阻振质量和弹性层的质量及刚度保证实际元件的阻抗正好等于该计算最优阻抗。当该阻抗无法直接实现的时候，还可以通过用多层或多个基本阻波单元串联或并联实现最佳效果。
[0117]本发明还研究了单一转角结构中的阻振质量对结构声透射的抑制作用，发现，阻振质量对弯曲波-弯曲波传递的作用相当于一个低通滤波器，“阻带”插入损失的量值取决于阻振质量的质量大小，而“阻带”宽度则取决于其转动惯量，还扩展到了多转角结构的研究。虽然阻振质量对结构声传递的抑制在低频区仍有一定局限性，具体实施可能受到舱室情况及施工条件的限制，导致其未能广泛运用到各类船舶上。本发明研究的阻振质量阻波机理为船舶减振降噪提供一种全新的思路，根据船舶结构的特殊性，在理论分析的基础上，以阻波技术为指导，本发明提出新型、经济、高效的阻波手段，以抑制结构声在船体结构中无衰减地传递，从而减小结构振动对全船的影响。
[0118]综上所述，本发明提供的基于S-P-R的船舶结构振动与噪声预报系统，具有以下特点:(1)采用波分析和有限元相结合的方法对结构振动的传递规律进行研究；(2)结合理论分析和实测数据回归经验公式，大大简化了分析和计算的过程；⑶基于“S-P-R”的系统分析方法，利用理论分析和实测所得结果，提出了一套基于经验公式的船舶结构振动预报方法，实现了工程快速预报；(4)基于数据库系统的振动与噪声快速预报软件，丰富了预报经验公式，提供较多的可选减振方案，操作简便且对操作人员要求低，满足船舶工程应用要求。
[0119]本发明提供的基于S-P-R的船舶结构振动与噪声预报系统，具有以下优点:
[0120](I)对已经建成的存在振动噪声问题的船舶进行分析和仿真，通过设置阻波手段而采取相应的“补救措施”，改善船员适居环境。
[0121]国内船舶工程振动的建模与计算主要依赖于有限元软件，该方法对技术人员要求较高且操作不便。国内外尚无与本发明类似的基于经验公式和实船测试数据库的“S-P-R”系统分析法的船舶结构振动与噪声快速预报技术和设备，本发明结合有限元法和波分析法的优势，提出一套半数值半解析的船舶结构振动分析方法，针对结构声在船舶结构中的传递规律进行建模分析，研究船体结构参数对结构声传递的影响，并通过实验验证理论模型的正确性，修正理论模型。因此，本发明结合理论公式及实测数据，是一套简便且有效的船舶振动预报方法，便于在船舶详细设计阶段中结构参数的工程预报。
[0122]本发明进一步揭示了船舶结构振动传递规律，通过实测船舶主要机电设备的振动，分析了其振源强度特性，建立了船舶减振及预报数据库，本发明专利的S-P-R方法可减少振动预报时间及设计风险，为改善船舶适居环境提供了快速预报分析和减振方案。另外，本发明利用结构声在船体结构中传递的基本规律，在船舶设计阶段指导声学设计，使船舶工程技术人员可预先对船舶结构振动作出预报，并根据预报结果优化船舶结构以减少结构振动的影响。因此，本发明可优化船舶结构设计，实现船舶减振降噪，改善船舶适居环境，为提高船舶设计水平提供强有力的技术支持。
[0123](2)本发明提供的基于S-P-R的船舶结构振动与噪声预报系统，成本为18.3万元人民币，功率小、免维护、操作简单、预报效果好，具有广阔的市场前景和推广价值。
[0124](3)本发明开发了一套基于数据库系统的船舶振动快速预报工程软件，可在船舶建造方案设计阶段准确预报船舶各局部的振动情况，为船舶整体优化设计决策提供分析依据。
[0125](4)本发明将解析法、数值法和实验法相