无锚台或锚穴的船舶锚系设计及应用研究

传统的船舶通常设置锚台(锚唇)或者锚穴,以便锚与锚穴或锚台(锚唇)很好地贴合,但如能利用船舶首部的结构外飘型线,通过不设置锚台(锚唇)或锚穴,而让锚冠及锚爪直接与外板接触,便能有效降低船舶的建造成本并缩短建造周期。然而这样对于船舶首部的型线设计、锚端链节设计、锚型式的选择、锚冠及锚爪接触处外板强度等要求都不同于传统。文章以国外示例,结合实船效果展示,对无锚台(锚唇)或锚穴的船舶锚系设计方法进行研究,通过逆向工程分析并充分利用三维仿真设计软件,在满足入级船级社规范要求的前提下,探索出无锚台(锚唇)或锚穴的船舶锚系设计方法。     

关于锚唇的数学力学模型

为了完善锚唇的设计理论和取消拉锚试验,按船舶正常航行情况,总结了锚运动受力状态、船体型线和文献[1]、[2]三者之间相互制约的规律.对锚理论对称平面的形状、锚链与锚唇表面经常接触点的确定、锚爪与船体表面间的力系简化等问题,进行了分析研究,从而提出锚唇的数学力学模型。实践表明,该模型效果良好。     

某型船舶锚装置优化改进研究

某型船舶的锚装置在抛锚时分别出现了锚不能初始下滑和锚杆卡滞在锚链筒内等问题,通过锚链筒、锚卸扣、锚穴和锚唇等的优化改进,使问题得以解决,取得了满意的效果。     

基于共轭包络的船舶锚唇曲面设计技术研究

为了改变锚唇曲面的传统设计方法,提出了一种新的设计思路。根据预期的拉锚时锚杆和锚爪与锚唇接触的运动轨迹,通过共轭包络原理推导出它们与锚唇接触处的曲面方程,利用MATLAB生成该曲面并获取其型值点,然后基于型值点完成整个锚唇曲面的设计。最后以30万吨超大型油轮的锚唇为例,利用该方法进行设计并验证其结果的有效性。     

锚唇受力分析

分析锚泊状态、抛锚和收锚状态、锚存状态和极端状态中锚与锚链的运动情况,确定锚链和锚对锚唇的作用方式,建立锚唇受力的计算公式,根据实际锚泊经验,选取不同船型,分析锚唇受力极值以及锚自身质量、水中锚链长度等因素对锚唇受力的影响。     

余量对水火弯板精度影响的原因分析

本文分析了在水火弯板加工中，因切割余量而使船板产生新的变形，造成船体外板装配的误差原因，提出了在应制订相应的工艺规程来改进水火加工工艺的建议。     

水火弯板梯形加热变形机理研究

水火弯板热成形方法通过对钢板的加热和冷却来实现板的变形,达到符合要求的曲面形状,是目前国内外主流船体外板加工方式。梯形加热是一种新型的加工方式,本质上属于收边加热,是收边加热工艺当中板边加热面积最大的一种成形方式,成形效果好。基于Ansys有限元仿真软件,在单加热线和"双重"加热线研究的基础上,对梯形加热的温度场和变形场进行研究,得出一系列温度场和变形场的计算结果,为预测梯形加热工艺的变形和将来实现水火弯板自动化加工奠定一定的研究基础。     

水火弯板线位移的视觉测量方法

针对水火弯板线位移测量问题，简述了视觉测量原理，提出应用计算机视觉测量技术对水火弯板工艺中钢板的线位移进行测量，实现了水火弯板线位移的精确测量。     

基于FEA和ANN的水火弯板表面变形预测方法

水火弯板是船体曲面的主要加工方法.目前,水火弯板的表面变形质量主要由加工技师的技术和经验决定.为了科学合理地预测其表面变形量,确定水火弯板的加工参数,提高产品的质量和生产效率,本文提出了一种高效、准确的水火弯板表面变形预测方法.首先应用有限元分析法（FEA）对水火弯板的成型过程进行模拟仿真;然后建立水火弯板加工参数与板件表面变形之间的神经网（ANN）模型,并依据FEA的分析结果对网络进行训练;最后应用该网络对钢板的表面变形量进行预测.     

锚链筒与抛起锚的关系

分析了抛起锚过程中锚杆在锚链筒中及锚唇处的受力情况,由此给出锚链筒夹角的验算方法及锚唇的最小半径计算公式.     

辊轧线的简易算法

本文叙述板材滚弯加工辊轧线的确定方法和计算方法,对辊轧线在水火弯板过程中的作用和意义也作了说明。     

基于计算机视觉的水火弯板线位移测量系统

详细介绍了研制开发的基于计算机视觉的水火弯板线位移测量系统的主要组成与工作原理 ,该系统的成功应用 ,对研究水火弯板成形加工规律、实现水火弯板的机械化及自动化提供了支持     

船体外板水火成形焰道布置算法研究

船体外板水火加工成形自动化研究过程中,焰道布置是一项重要的组成部分。通过对船体加工外板和目标外板形状研究,对其对应特征点的弦距线进行匹配,确定外板水火成形加工焰道布置路线。经过实验验证,该匹配算法确定的加工焰道布置和人工确定的相比,其误差较小。     

水火弯板线位移视觉测量中的标定精度分析

采用计算机视觉的方法对水火弯板的线位移进行测量,旨在找出板材在水火弯曲成形加工中的变形规律,为实现水火弯板的机械化和自动化提供数字参考。然测量精度的高低直接决定着这些数据的可靠性,而在影响视觉测量精度的诸多因素中,标定块的尺寸精度是一个重要的内容。相对真值可通过损失函数的分析来认定。     

船体帆型外板水火成型工艺参数预报系统

研制开发了一个船体帆型外板水火加工成型工艺参数预报系统,阐述了该系统的基本原理和基本组成,并给出了帆型外板水火成型的应用实例。     

信息物理融合系统在水火弯板成型复杂曲面检测中的研究

针对水火弯板成型复杂曲面检测难度大且精度低的问题,提出了一种新型水火弯板板形检测方法,并引入信息物理融合系统的思想及相关技术,构建具有外板加工实时检测、外板成形协同检测等功能的水火弯板板形检测系统。研究该检测系统旨在达到水火弯板板形检测过程中通信、计算、控制三者融合的目标,从而大幅提高水火弯板板形检测过程的自动化程度。     

船体外板水火成型工艺参数预报系统设计与实现

为解决船体双曲度外板水火加工成型自动化问题,设计了船体外板水火成型工艺参数预报系统,并得以实现.该系统针对船体外板的设计和生产加工需要,设计了船体外板精确展开计算、水火弯板变形规律数学模型、船体外板水火加工焰道布置优化,船体外板加工用见通数据计算、与Tribon系统的集成连接、系统工程数据库等功能模块,根据系统结构设计流程,应用Visual Basic6.0软件开发了船体外板水火成型工艺参数预报系统.     

基于链径的锚唇厚度基准研究

对比了大型船舶中不同锚唇设计的巨大重量差异,借助力学分析,形成了基于锚链等级与规格且简单易用的锚唇设计厚度基准表。通过对日韩锚唇设计数据比较,贴切吻合更趋安全。该表的推广使用有助于我国船舶减重降耗,从而得以降低成本提升效益。     

卡锚原因分析及锚链筒直径的上限

过去认为,锚链筒直径过小是卡锚的主要原因。作者认为锚链筒直径过大及锚唇形状不正确也会造成卡锚,并提出了合理的锚唇形式和锚链筒直径的上限。     

水火弯板变形规律图谱研究

引入4维欧几里得空间,以水火弯板实验数据为基础,应用向量映射、平面投影、坐标转换方法,建立了水火弯板加工参数与变形参数关系的曲线族(水火弯板变形规律图谱),并应用BP神经网络方法对图谱进行修正。经实船板加工实验验证,该图谱能够较准确地提供水火弯板加工工艺参数预报所需信息。