潜艇耐压壳圈初挠度测量方法研究

在使用全站仪测量潜艇耐压壳圈初挠度的方法基础上,提出转站测量方法,使得在不同肋位测量的数据可转换到同一坐标系下,然后计算拟合平面和投影点,最后根据最小二乘原理得到各等分点的初挠度,该方法测量简单,精度较高。     

基于稳健最小二乘圆拟合的耐压壳体初挠度测量方法

针对耐压壳体初挠度计算过程中,由于人为误差造成测量值偏离,从而影响初挠度计算精度的问题,在利用标准偏差进行异常点自动判断的基础上,构建了基于最小二乘圆拟合的稳健初挠度计算方法。通过MATLAB将算法实现,代入工程实测数据,从初挠度计算的稳定性方面与最小二乘法进行对比,验证了算法的可行性和正确性。     

基于三维扫描的卧式罐容量计量方法

基于三维扫描点云数据计算卧式罐容量的计量方法,可解决传统卧式罐容量计量方法效率低、工作强度大、精度差等问题。该方法利用三维激光扫描仪获取卧式罐的空间点云数据,然后对点云数据进行预处理并对预处理后的数据进行建模,应用“三角形面积积分法”和“截面积高度积分法”计算软件计算不同液位高度对应的卧式罐容积值。通过与传统计量方法——容量比较法和几何测量法测量结果进行比较,验证了该方法的可行性。基于三维扫描的卧式罐容量计量方法,测量精度能够满足卧式罐计量标准要求,容积检定工作效率也大幅度提升。     

潜艇耐压结构径向初挠度计算方法试验

针对评定潜艇肋骨初挠度时寻找评定中心不准确的现状,本文利用全站仪进行测量获取母线划分点的二维坐标,并采用评定圆度误差的4种方法的拟合圆心作为初挠度的评定中心对其初挠度进行评定。试验结果表明,最小区域圆法评定精度最高,最小外接圆法和最大内接圆法的评定精度次之,最小二乘圆法评定精度最低。不同的工况可以选择适合的方法,可以提高潜艇耐压结构的建造效率与质量。     

直线型测量臂测量潜艇耐压壳锥段的误差规律

针对一种新型直线型测量臂配合激光圆度分析仪进行潜艇耐压壳体锥段圆度测量时存在的偏差问题，分析偏差的来源，建立偏差修正过程中锥段拟合圆挠度中误差的数学模型，并利用仿真试验进行验证，进而分析直线型测量臂在耐压壳体锥段圆度测量的误差规律，通过模型测量试验验证锥段修正的误差规律。结果表明：测点经修正后可满足锥段拟合圆的精度要求；测量臂的比值越小，挠度中误差越小；测量臂与肋位平面的距离及锥段锥度对修正测点的挠度中误差影响较小。     

基于多站位点云数据的大面积甲板平面度计算方法

大面积、长距离精度测量和数据处理成为舰船建造精度控制技术的发展方向。基于多站位下全站扫描仪测量甲板平面度获得的点云数据，提出一种平面度高效计算方法。利用全站扫描仪多站位下获得的点云数据及公共点坐标（标靶）进行解算，求出坐标系转换参数，完成坐标系统一；利用最小二乘法完成平面拟合，旋转拟合面求出平面度结果。采用MATLAB仿真验证该计算方法的准确性和有效性，表明其适用于大面积甲板平面度测量。     

基于三维点云的船舱数字建模方法

运用三维激光扫描仪采集船舱点云空间数据,通过SCENE软件对点云数据进行去噪、平滑、压缩和拼接等数据清洗处理,保证建模精度和效率。将预处理合格的点云数据导入Geomagic Studio软件,建立点云封装模型,通过人工划分面片区域,提取模型空间轮廓线,进行曲面拟合得到船舱三维数字模型。误差分析表明,模型数据的精度满足预期要求。基于三维点云的船舱数字建模方法能够缩短现场测量时间,快速处理测量数据,提高船舶舱容计量工作效率。     

深海逃逸舱耐压球壳结构形状测量及拟合方法

对逃逸舱模型耐压球壳结构的径向初挠度和板厚分布进行测量,推导球面形状拟合算法并编制了Matlab拟合程序,基于激光跟踪仪测得的球壳外表面各点笛卡尔三维直角坐标数据拟合了球面半径、球心位置,计算各点的径向初挠度,并结合各点的测厚数据确定球壳的初始几何形状。利用Matlab绘制球壳初挠度和厚度的彩色分布云图,采用半球模压成型的球壳一般半球顶部区域壳板减薄较多,而赤道附近增厚明显,测点的径向初挠度数据大致服从正态分布规律。     

船舶电网系统三维点云数据聚类提取

传统船舶电网系统中三维点云数据提取采用逐一提取的方式,造成三维点云数据提取效率不高,为此提出船舶电网系统三维点云数据聚类提取方法。构建三维点云数据聚类提取模型,使用网格空间索引将三维点云数据进行空间标记,并划定数据空间范围,采用八叉树空间数据聚类方法,对三维点云数据进行聚类处理,以STBIRCH理论为基础,进行三维点云数据特征计算,实现三维点云数据提取。实验数据表明,设计的船舶电网系统三维点云数据聚类提取方法比传统提取方法的提取效率高出20%,并具备极高的有效性。     

基于数字化技术的轴类零件圆度误差测量方法研究

轴类零件的圆度误差会影响零部件的使用寿命。针对以往测量法存在的不足,提出了一种基于数字化技术的轴类零件圆度误差测量方法。该方法采用数字化非接触式激光测量方式对轴类零件的轴端面、轴径面进行测量采集三维数据点;对轴端面数据点进行稳健平面拟合获取轴端面所在平面的平面特征值;将轴径面上数据点投影到轴端面所在平面上获取投影点;采用投影点和轴端面所在平面的平面方程求解几何圆方程,求取几何圆参数;根据投影点与几何圆参数从而求取轴类零件的圆度误差值。通过实验验证表明,该算法在对轴类零件的圆度测量方面具有较好的实用性且精度满足要求。     

具有初始挠度的环肋圆柱壳在静水外压作用下的应力分析

本文讨论了壳板初挠度对环肋圆柱壳在静水外压作用下应力分布的影响,用理论分析的方法预报了有初挠度壳体中的应力。通过对涡型初挠度的讨论,建立了初挠度范围因子的概念,提出了具有普遍意义的初挠度数学模型,并且用线性小挠度理论对具有非轴对称初挠度的弹性环肋圆柱壳进行了求解,并与SAP-5计算结果进行了比较。理论分析结果表明,初挠度范围对壳体应力也有较大的影响,外凸和内凹初挠度对壳体应力的影响是不同的。因此,应该综合讨论初挠度幅值、范围以及凸凹形式对环肋圆柱壳壳体应力的影响。     

船载多传感器测量系统中点云技术的应用研究

点云技术的发展使船载多传感器综合测量系统更加完善。点云技术利用非接触方式测量海洋地形数据,将大量数据点组成数据集合,表现物体的空间表面特性,在海洋测绘、船舶辅助导航等领域具有巨大前景。由于点云技术瞬时测量数据量大,本文着重研究点云数据的坐标构建及其关键特征提取方法,并结合多传感器测量信息,提出基于语义模型的目标识别算法,有效地提高船载多传感器测量系统的数据挖掘及决策能力。     

基于三维激光点云的船体型线测绘研究

基于全站仪的测绘方法量程小,对于船体型线拼接接口处数据处理误差较大,因此设计一种基于三维激光电云的船体型线测绘方法。首先对三维激光点云数据进行预处理,不同视角下的舰船点云数据会出现重复造成误差,得到误差模型,在实际测绘中将误差考虑进去,使点云建模更精准,利用K-D树方法完成临近点云的搜索,并实现点云配准,将配准完毕的点云输入到软件中,得到舰船模型,实现体型线测绘。为验证测绘方法的有效性,设计对比实验。实验结果表明,设计方法测绘得到的各个测点挠度与基于全站仪测绘方法得到的测点挠度相比,更接近真实情况,验证了设计方法的有效性。     

基于逆向工程的船用螺旋桨数字化检测方法

针对传统螺旋桨检测方法操作困难、效率低、检测精度差等问题,采用三维激光扫描仪对船用螺旋桨进行测量并获得完整的三维点云数据,利用CATIA软件对点云数据进行预处理,对处理后的点云进行模型重建得到满足精度要求的曲面,对重建的螺旋桨模型与设计模型进行偏差分析,得到桨叶上各点的偏差值,通过该方法可以实现船用螺旋桨的数字化检测。     

加环肋圆筒形薄壳在静水外压下的总体大挠度塑性稳定性及初挠度对其影响

本文将加环肋圆筒形薄壳按Flugge方法视为正交异性壳,把流动理论和变形理论化成类似形式,用能量法讨论了加环肋圆筒形薄壳在静水外压下的总体大挠度塑性稳定性和初挠度对其临界压力的影响。给出了临界荷重计算方法。进行了数字计算。理论计算值和试验结果吻合较好。     

非均匀采样潜艇耐压壳体测量数据处理方法

在役潜艇的建造和修理需要检测其耐压壳体的截面圆度,因现场条件限制或多设备融合测量,测量采样点经常呈现非均匀性,导致最小二乘圆拟合的结果与实际情况不符,研究旨在减小非均匀采样带来的影响,提高拟合圆的精度。基于非均匀采样定权提出一种非均匀采样加权总体最小二乘圆拟合方法,同时考虑观测向量和系数矩阵都有扰动,用于潜艇耐压壳体测量数据的处理。通过对4种不同预设形状的采样分析数值实验表明,该方法能提高非均匀采样情况下圆拟合的精度,但当随机误差加大至1.5 mm,该方法不能完全优于最小二乘法。非均匀采样加权总体最小二乘圆拟合法计算得到的圆心偏差及半径偏差都比最小二乘法的结果更小,具有较好的工程实用价值,可用于在役潜艇耐压壳体圆度测量非均匀采样时的圆拟合计算。     

智能激光圆度测量仪研究

在现有的科技水平和建造工艺下,舰船的耐压壳体在制造过程中,不可避免的要产生一定的壳圈初绕度。目前,国内耐压壳体径向初绕度一般采用激光圆度测量法,但是这些方法的测量难度大且测量数据没有实现自动化处理。该文设计了一种智能激光圆度测量仪,测量方便,可以实现测量数据的自动处理。通过试验研究,研制的智能激光圆度测量仪硬件及配套的智能激光圆度测控系统软件,广泛用于我国船舶的生产实际中,提高了监测和建造质量。     

基于点云数据处理技术测量车厢剩余冻煤体积研究

针对北方散杂货港口严寒天气造成敞车车厢卸载时冻煤黏连在车厢难以测量的问题，提出基于点云数据处理技术的计算敞车车厢剩余冻煤体积测量方法。首先，利用翻车机房出口上方的激光雷达获得敞车车厢的点云数据；然后，利用基于M估计随机采样一致性拟合平面的方法剔除侧墙的点云数据，采用欧氏聚类的方法对敞车车厢剩余点云数据进行聚类，得到敞车车厢剩余冻煤表面的点云数据；最后利用Delaunay三角化的方法重建剩余冻煤表面，计算Delaunay三角网格每个三角形投影到敞车车厢车底所形成的三棱柱的体积并且求和，实现对敞车车厢剩余冻煤计算体积的目的。     

潜艇肋骨初挠度计算研究

针对潜艇肋骨初挠度计算时遇到的一些问题,对规范规定的潜艇肋骨初挠度的计算进行分析研究,指出该计算方法必须满足的一些前提条件,提出更直接的初挠度换算方法。通过对算例的比较得到了两种计算方法的误差范围。针对某些对可拆板板缝区测点的初挠度换算的错误算法,提出对可拆板板缝区测点的初挠度计算的两种计算方法。     

基于机载点云数据的电力线悬高测量方法研究

本文对外业采集的高精度机载点云数据进行了后处理,首先通过形态学滤波算法提取地面点云,然后基于采样一致性约束算法实现了电力线点云特征提取,最后对提取的地面点云和电力线点云构建了模型,最终实现了电力线悬高测量目标。为了验证该方案的可行性,将本文方案实验得到的数据与外业全站仪采集的实测悬高数据进行了对比验证,证明了本文方法的可行性,方案具有实际应用价值。