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.     

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。     

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。     

船体曲面水火弯板加工工艺算法研究

水火弯板是船舶曲面外板成型的主要工艺,可靠的成型预测方法是板件成形自动化系统研究的基础。本文研究了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,确定了火焰成形的温度场和变形场等主要影响参数,提出了温度场及变形场的描述方案,并通过计算得出了板的温度场及变形场与主要加工参数之间的关系,最后对给定帆形板典型船体结构曲面板的水火成型过程进行了热弹性有限元模拟并确定加工工艺参数算法。     

EH36船用钢水火弯板试验及分析

水火弯板是船舶制造过程中非常重要的热加工工艺,作者针对EH36船用钢采用水火弯板工艺进行了相关试验,并对结果进行了分析。通过试验,分析得出加热温度、加热次数、钢板的碳当量及钢板供货状态对于水火弯板后力学性能的影响。     

水火弯板厚度方向温度场参数研究

温度场作为水火弯板变形的主要边界条件,其规律一直是水火弯板机理的研究重点.文章通过对水火弯板厚度方向温度场的研究,提出以变形标称温度、加热深度、加热面积等参数来描述厚度方向温度场,并对这些参数同变形场参数之间的关系作了一定的研究.     

水火弯板变形的描述方法

在分析了角变形、线变形描述法和位移场描述法的基础上，提出了水火弯板变形的整体描述法。实验及有限元计算表明，水火弯板的变形非常复杂，一般所用的角变形线变形描述过于简单，不能精确描述水火弯板的变形场。用位移场描述水火弯板的变形又因计算结果的复杂性而难以实现。如果从整体变形角度考虑，水火弯板的变形可以用变形后的上下表面形状、平面内的扭曲变形、沿板宽变化的横向收缩及沿板长变化的纵向收缩全面描述，并可进一步由计算结果得出合适的曲面方程及收缩变形函数。     

水火弯板的研究

本文对水火弯板的研究分为水火弯板机理的研究和确定加工工艺参数的研究两方面，其中对水火弯板机理的研究主要用实验法和数值模拟法，对确定加工工艺参数的研究主要用经验法、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、     

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.     

船体曲板的双目视觉测量方法

针对船舶制造现场工作环境较为复杂和船体曲板为大尺度板的情况,提出基于结构光辅助扫描的计算机双目视觉测量方法。使用张正友标定法计算摄像机的内部参数和外部参数,在图像中根据颜色空间和形态学处理初步提取激光线,根据基于海森(Hessian)矩阵的Steger算法得到亚像素级的激光中心线,根据极线匹配方法计算激光点坐标并根据二阶偏导数筛选边缘点。该非接触测量方法精度较高、适用性较好,可满足船舶制造的曲板检测要求。     

船体外板三维曲面的有效提取

复杂工业环境下不规则曲面的提取方法是水火弯板机器人的重要研究问题之一。本文提出了一种水火弯板机器人复杂曲面提取方法,经过曲面数据采集,加工区域确定,曲面边缘提取,曲面边缘处理,最后根据曲面边缘提取船体外板三维曲面。实验结果表明,该方法在控制处理时间的同时提高精度,缓解点偏差问题,能在海量点云数据下提取出复杂曲面的三维点云数据。     

船体曲率板感应加热成形工艺研究

[目的]在船舶建造过程中,板材的弯曲成形工艺不仅影响建造成本及周期,而且其成形精度也会影响船舶的水动力性能及其运营成本。[方法]针对船体板材双曲率成形效率低且精度差等问题,首先以感应加热作为热源,实现热弯成形,得到典型的帆形曲率板;然后通过高效的热?弹?塑性有限元(TEP FE)计算及基于弯曲力矩的弹性有限元计算,再现板材双曲率热弯成形的力学响应;同时,研究感应加热过程工艺参数影响板材弯曲成形的力学机理,提出线性逼近迭代二分法,实现板材热弯成形中加热位置和热源移动速度等工艺规划,并进行板材热弯成形过程及参数的有限元计算验证。[结果]结果显示,采用基于规划的工艺参数计算分析所得面外弯曲变形与目标曲率板的弯曲形状相当吻合。[结论]研究结果验证了线性逼近迭代二分法在实际工程应用中的可行性和准确性,并为曲率板成形工艺的优化提供了新的解决方案。     

电磁感应加热矫平工艺在船用薄板中的应用

针对薄板易变形的问题,通过采用分段变形控制方法降低薄板矫平难度,分析薄板火工矫平存在的问题、对比电磁感应加热矫平及火工矫平原理,采用两种矫平方法的典型薄板总段试验表明,电磁矫平更适合用于客船6 mm及以下薄板整体矫平,总结了电磁矫平作业原则。     

一种优化的船体外板三维点云数据提取方法

针对水火弯板机检测系统中船舶外板三维点云数据自动提取过程存在边缘噪点、板下贴合垫木识别效率低以及外板边缘拟合等问题,提出一种优化DBSCAN聚类算法,首先根据现场加工环境精简点云,利用网格划分来建立外板点云拓扑模型,然后根据DBSCAN密度聚类算法搜索出外板点云,最后采用最小二乘法进行边缘拟合。结果表明,该算法能有效识别外板边缘,提取出外板点云。     

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.     

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。