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.     

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。     

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。     

船体外板水火成型智能机器人控制器的研究

针对船体外板水火成型在造船生产中表现出技术性强，难度大，工作环境恶劣，且具有很强特色的一种经验性钢板曲面成型的特点，本文基于船体外板水火成型工艺参数预报系统，设计了该类型特种智能机器人控制器，首先介绍了船体外板水火成型机器人的工作原理及其加工工艺流程，接着描述了该机器人的总体结构及其技术要求，最后就所设计的智能机器人控制器，详细地阐述了其硬，软件系统设计过程，调试结果证明，所设计的智能机器人控制器具有良好的性能，大大提高了船体外板建造质量和速度。     

帆形板水火弯板加工的研究

研究了帆形板水火弯板加工的机理及加工，工艺参数确定的算法，在建立并以实验验证了水火弯板的数值模拟模型的基础上，确定了帆形板火焰成形的温度场及变形场主要影响参数，提出温度场及变形场的描述方法，并通过计算得出了板的温度场及变形场与主要加工参数间的关系，最后得到了对于给定帆形板确定加工工艺参数算法。     

基于朴素贝叶斯分类器的水火弯板焰道点判定方法研究

针对现今造船业中水火弯板自动化加工难以确定焰道的现象,提出一种基于朴素贝叶斯分类器的水火弯板焰道点判定方法,旨在解决水火弯板焰道点的判定问题,进而辅助水火弯板焰道的生成。此方法通过经验参数和历史数据构建焰道点的朴素贝叶斯分类器,再利用构建的分类器对待测点进行类别概率计算,最后完成焰道点分类。实验表明,该判定方法对待测点的分类正确率高达87.4%,能够对焰道点进行有效分类判定。     

大曲率帆形板水火弯板火路生成算法研究与实现

目前帆形板水火弯板工艺参数的确定是水火弯板研究的热点之一。在深入研究成形曲面与检测曲面之间差异的基础上提出大曲率帆形板水火弯板火路坐标参数生成方法,该方法将成形曲面与检测曲面在同一坐标系下进行对比,获取成形曲面特征曲线与检测曲面相应特征曲线的交点坐标;对于横向未成形,则交点坐标点的连线为下一步火路坐标,对于纵向未成形则布置在交点坐标附近。最后通过实验的方法验证了该方法的可行性,可望在帆形板水火弯板火路坐标预报中得到实际的应用。     

基于决策树的水火弯板焰道点判定模型研究

目前,船体外板的制造主要是通过水火弯板工艺实现,而焰道的生成作为水火弯板工艺过程中的核心而备受关注。但由于钢材变化复杂,影响因子众多,难以得到有效的焰道。通过建立决策树模型来对钢板材料上的点进行对焰道点和非焰道点归类判定,进而得出可用于生成焰道的焰道点。实验表明,该模型对待测点的归类正确率达87.6%,能够对焰道点进行有效的判定和归类。     

水火弯板的研究

对水火弯板的研究分为水火弯板机理和研究和确定加工工艺参数的研究两个方面，其中对水火弯板机理的研究主要有实验法和数值模拟法，对确定加工工艺参数的研究主要有经验法、几何法和变形法。本课题在前人研究的基础上，通过有限元计算，系统地分析了水火弯板的各影响因素，确定了主要影响参数，提出一种较全面的变形描述方法，并通过大量计算得出了板的变形与板厚，板宽，加热线长及预弯曲率间的关系，最后得到了给定外板确定加工工艺参数及外板展开的算法。     

Study on the automatic process of line heating for pillow shape plate

1Introduction Lineheatingprocess,utilizingtheoxyacetyleneflame orotherheatsource,iswidelyappliedintheproduc tionofshiphull.Inlineheatingprocess,thearrange mentofprocessingheatingpathsandthedetermination oftechnicalparametersdirectlyinfluencetheefficiency …     

船体外板鞍形板自重成型的数学模型

应用弹性力学壳体理论分析和ANSYS软件数值模拟,对船体鞍形外板在自重作用下引起的变形进行计算,在此基础上应用逐步回归方法建立了鞍形板自重成型的数学模型.     

基于插补原理的船体复杂曲面加热线布置方法

船体曲面成形技术是船舶加工过程中重要的环节。如何更好更快实现船体复杂曲面加工,一致以来备受国内外学者的关注。本文借鉴插补原理,对传统船体复杂曲面加热线布置进行了优化设计,得到了圆弧形板、s形板、帆形板和马鞍板的加热线。采用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,分析四种加热线下钢板变形情况,并通过实验检验了插补形式下的船体曲面成形效果。结果表明：(1)插补算法得到的船体曲面加热线路程比传统加热线路程节约75%以上。(2)对有限元计算位移进行曲面拟合,得到的预测模型与实际船体曲面基本一致。(3)实验了四种曲面加热线,并将有限元预测位移与实验进行对比,二者误差在6%以内,有限元计算与实验结果基本吻合。该方法降低加工时间,提高加工效率。     

船体外板加工成型自动检测方法研究

应用水火弯板智能机器人测量加工后的钢板表面数据,采用Ferguson曲面模拟钢板曲面;借助参数样条曲线、空间坐标转换及误差分析理论,分别对加工后的钢板横向和纵向成型,及扭曲进行计算,以判别船体曲面外板成型状态,并提供未成型钢板二次加工所需的补火位置及补火量等信息.算例表明,该方法可对加工后的钢板成型情况作出符合工程要求的判别.     

基于高频感应加热的船用钢板材弯曲成形

在船舶建造过程中,高频感应加热是实现船体板材高效高精度弯曲成形的重要方法。本文首先采用25KW新型高频感应加热设备,进行不同感应加热过程及工艺的实验,得到典型弯曲形式的船体外板（马鞍型和帆型）。同时,采用三坐标定位仪进行面外弯曲变形的测量和曲面重构,得到实验板材面外弯曲变形的分布和数值。通过热-弹-塑性有限元分析与弹性有限元分析两种方法,计算预测板材在高频感应加热作用下的面外弯曲变形;两种数值方法预测的板材面外弯曲变形趋势和数值与测量结果比较吻合,且在弹性有限元分析中,计算机资源消耗少,计算结果精度高。     

基于参数曲面表达的帆形船体外板展开方法

本文提出了一种基于参数曲面表达的帆形船体板曲面的平面展开方法.该展开方法以三角网格平面逼近船体曲面和3D网格点摊平后出现开裂角为基础,展开过程可分为三个阶段:定义初始导向单元条,初始展开形状确定和展开形状优化.本文所提出的展开方法符合帆形船体板水火弯板变形特点,可以提供水火弯板成形收缩量,并已在实际的船体板曲面展开中得到验证,计算结果与船厂计算的收缩量数据基本相同.     

电磁力辅助线加热成形的加工温度优化分析

在船体外板线加热成形的过程中,利用电磁力促进钢板成形,可以提高钢板的成形效率和成形精度,此方法称为电磁力辅助线加热成形工艺.采用数值仿真手段对这种新工艺进行分析,在建立多物理场耦合的三维有限元模型的基础上进行模拟计算,研究了钢板表面温度对电磁力辅助钢板成形效果的影响,并对电磁力的辅助成形效果和钢板表面温度之间的关系进行了优化分析.     

水火弯板工艺参数和角变形关系的有限元分析

对于完全采用水火弯板成形船体板的情况,根据要加工形成的角变形量给出合适的工艺参数是水火弯板成形系统必须解决的问题.为了确定工艺参数,必须探索加热条件和角变形之间的关系.为此,文章提出了利用小板的变形来研究大板变形情况的相似性规律,并且用体功率模型来综合地考虑火焰速度、火焰有效功率、火焰作用半径和钢板厚度对角变形所引起的综合作用.基于这些分析方法,利用三维有限元法分析热源气体流量和热源速度对于不同厚度钢板的成形关系.