虚拟现实技术在船体设计中的应用

传统设计工艺的匹配能力较弱,导致所设计船体的安全系数低,因此研究虚拟现实技术在船体设计中的应用。该技术模拟海域环境,从立体视觉角度分析船体行进方式。设置匹配参量,根据船体结构关系建立分段式虚拟模型;装配组件并动态演示,通过碰撞检测调整组件间的衔接位置。实验表明,与传统技术相比,虚拟现实技术应用下,船体组件之间的匹配程度高、契合效果好。可见该技术更适用于船体设计。     

计算机辅助设计的船舶智能制造

考虑到传统船舶智能制造技术存在效果差的问题,提出计算机辅助设计的船舶智能制造研究。根据船舶制造数据差与制造成本之间的关系函数,计算了船舶零件的公差因子,利用公差因子的均值处理,控制了船舶制造数据,根据船舶机械零部件的结构尺寸参数,通过确定船舶机械零件结构的尺寸范围,建立船舶零件的三维参数化模型,采用计算机辅助设计技术设计了船舶智能制造流程,实现了船舶的智能制造。实验结果表明,计算机辅助设计的船舶智能制造技术不仅可以提高零件细节的完整度,还可以提高零件之间的契合度,具有更好的效果。     

基于数字孪生技术的船体结构设计研究

由于传统舰船设计方法中存在船体结构设计不合理、设计效率低、多任务协调性差、准确性验证不足、辅助决策功能不成熟等一系列问题,研究基于数字孪生技术的船体结构设计方案。根据船体设计物理信息,使用三维建模技术构建船体结构数字孪生体,采用第三代波浪数值模型求解海洋环境矢量场,模拟真实海洋环境,实现船舶虚拟呈现。通过刚体六自由度运动方程建立船体水动力模型,模拟船舶航行状态,根据模拟航行的测试结果不断迭代优化船体结构设计方案,最终实现船体结构设计优化。实验表明,该方法构建的船舶数字孪生体效果非常逼真,航行模拟状态很准确,相对误差很小,完全可以达到船体结构性能测试的要求。     

基于虚拟现实的VR船舶零部件设计研究

针对传统虚拟现实零件设计公差较大,导致VR零部件契合度较差的问题,研究基于虚拟现实的VR船舶零部件设计。该设计根据零件实体模拟绘制出二维平面草图,按实际比例设置三维图像比例尺搭建三维效果图,将单个三维零件进行组合,调整嵌入尺寸及平衡系数建立三维零件模型组,利用Clut插件进行动态模拟演示,根据零部件灵活度调整公差,实现基于虚拟现实的船舶零件设计。实验结果表明:与传统的VR零部件设计相比,所研究的VR零件设计契合度提高了16.7%。由此可见,所研究的VR零部件设计更满足当下船舶设计的需求。     

基于增材制造的多胞结构船底板框架性能研究

传统的船底板一般采用纵横板架结构,但是随着船舶行业的快速发展,传统的板架结构已经无法满足新型舰船的设计制造要求。通过对增材制造技术的运用,在传统船底板纵横骨结构的基础上,根据仿生学原理,提出蜂窝底板结构,运用有限元分析的方法,对纵横骨结构与蜂窝船底板结构的屈曲强度和整体性能进行对比分析,验证了仿生学原理与增材制造技术相结合运用于船舶底板设计制造的可行性,在简化船体结构、船体结构轻量化、个性化生产及缩短制造周期等方面有应用前景,在传统板架结构的基础上,设计出新的蜂窝结构方案,并对其可行性进行初步研究,为今后进一步的研究打下理论基础。     

八连杆冲压机在船体弯梁冲压成型中的应用

目前研究的船体弯梁冲压成型方法导致舰船速度较低。为解决上述问题,分析八连杆冲压机在船体弯梁冲压成型中的应用方法。介绍船体弯梁冲压的现状,分析船体弯梁冲压的冲击原理和船体冲压所涉及的结构,保证船舶在行驶过程中的安全性。建立八连杆冲压机在船体弯梁冲压成型模型,实验结果表明,八连杆冲压机对船体弯梁冲压成型具有保护能力,能够很好地提高船舶运行速度。     

计算机辅助舰船零部件设计研究

目前,常见的舰船零部件设计方法在对零部件的设计过程中,因所设计的零部件之间的契合度不高,导致最终的设计效果不佳。基于此,提出一种计算机辅助的舰船零部件设计方法。首先,分析舰船零部件结构,建立舰船零部件数据库。根据数据库中的数据,利用Auto CAD开展舰船零部件的绘制工作。最后,建立舰船零部件的三维参数化模型。与传统的舰船零部件设计方法作对比,实验结果表明,提出的计算机辅助的舰船零部件设计方法能够提高零部件之间的契合度,表明该方法具有更好的设计效果。     

基于逆向工程技术的船舶螺旋桨叶数字化设计

螺旋桨是舰船动力系统的关键组件,螺旋桨的桨叶呈复杂的空间自由曲面形状,需要具有很高的精度和良好的水动力特性,因此,船舶螺旋桨的加工和制造难度很大,是船舶工业的研究难点。逆向工程是一种相对于正向工程提出的非常规设计方法,该方法从实际工件出发,利用多种数据采集和分析手段,获取工件的关键特性,最后利用计算机辅助设计方法实现工件的设计与加工。本文介绍了逆向工程技术的加工流程与关键环节,在此基础上研究了船舶螺旋桨的数字化设计技术,有助于提高船舶螺旋桨复杂曲面结构的设计与加工效率。     

增材制造技术在船舶制造领域的应用进展

增材制造(3D打印)技术是继等材制造和减材制造之后,近年来快速发展的具有数字化智能制造特征的先进制造技术,这种先进制造技术和传统制造方法相结合,极大地促进了船舶制造技术的发展。介绍了增材制造技术的分类及应用,分析了增材制造技术在船舶辅助设计、船体及配套设施制造、船舶专用装备制造、船舶再制造和实时维修、船舶结构—功能一体化材料制备及构件制造等领域的应用及前景。     

基于非线性优化方法的船体线型研究和最小阻力船型设计

在船舶设计与制造领域中,当船舶主尺寸、排水量等条件确定后,如何改善船舶的兴波阻力是一个重点研究方向。船体线型的设计有助于改善船舶的结构强度,减小船舶航行的阻力,提高船舶的航行效率。船体线型的优化是一个多变量、多目标优化问题,本研究建立了船舶的阻力数学模型,结合非线性优化算法对船舶的线型进行了优化,并对优化结果进行了基于Fluent的仿真分析。