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。     

船体外板旋转匹配成形检测算法研究与实现

在船舶生产过程中,部分船体外板的加工无法通过辊压一次性加工成形,而需要附加额外的工人劳动使外板继续形变直至检测合格。当前工人所做的检测工作主要利用活洛卡板与样箱等工具进行检测,该检测方法效率较低。文章利用计算机模拟现实中工人的检测方法,结合遗传算法优化实现检测所得的现实加工板曲面与目标成形曲面旋转匹配,并得到成形程度评估。     

面向机器人应用的船体焊接工艺设计技术体系

介绍船体焊接工艺设计技术体系实现的总体思路,阐述工艺模型特征参数化定义技术、工艺模型特征参数采集技术、工艺匹配技术、作业后处理技术、执行过程自适应调整技术,并在中小组立智能焊接系统中进行应用,有效提升船体焊接质量和效率。该技术体系可为后续同类船体焊接提供工艺设计思路。     

船体薄板结构T型焊接失稳形变控制方法研究

针对原有船体T型焊接失稳形变控制方法因焊接方式选择不当造成控制效果较差的问题,设计新型船体薄板结构T型焊接失稳形变控制方法。基于失稳形变原理特征,采用有限元模型完成T型焊接处模型的构架,并设定相应的尺寸参数。根据构建完成后的模型,对焊接处的收缩力进行分析,得出其具体数值与变化规律。根据变化规律,更新船体T型焊接的焊接工艺参数与焊接方法,以此控制失稳形变现象的产生。通过实验研究分析可知,与原有控制方法相比,此方法的形变数值在形变临界值内,波动稳定,原有方法形变数据值波动较大,不易控制。因而,此方法控制效果更佳。     

一种基于惯性匹配的船体姿态基准传递方法

船体变形角的存在是造成船体局部姿态基准失准的根本原因。本文基于惯性姿态匹配法,提出一种抑制船体变形影响、实现高精度姿态基准传递的方法。首先对光学设备测得的船体变形角数据进行频域分析,实现船体变形角高精度建模。然后利用中心主惯导和船体局部捷联惯导的姿态输出构建卡尔曼滤波方程,实现船体变形角的实时高精度估计。最后仿真验证了船体变形角建模方法和姿态匹配算法的可行性,为船体局部高精度姿态信息获取提供理论参考。     

一种船体分段测量点云自动匹配的算法

为了能准确分析船体分段的建造误差,给出合理的建造精度评价,船体分段测量点数据与CAD模型的精准匹配是关键。针对目前船舶测量点数据的特点,提出一种以全站仪测得的船体分段测量点集为处理对象,自动进行测量点数据与CAD模型匹配的算法。该算法基于四元数理论对测量点集进行旋转和平移调整使匹配结果最优。实例表明,该算法效率高,不采用迭代方法求最优解,不用对测量点进行初始匹配,直接进行自动匹配,可准确地评价船体分段建造精度,为后续装配提供依据。     

船体变形测量技术综述

讨论了船体变形产生的原因,对目前常用的船体变形测量技术研究现状进行了叙述和分析,主要介绍了偏振光能量测量法,大钢管基准法,双光源双CCD测量法,双频偏振光法,光栅法,液体压力测量法,摄影测量法,应变传感器测量法,多部位安装航姿系统,惯性测量匹配法,GPS测量法等,探讨了船体变形测量技术面临的问题和未来发展方向.     

摄影测量技术在基于图像的船体变形测量技术的应用

船舶船体结构的稳定性是影响船舶航行的关键因素,受多种因素的影响,船体易出现变形问题,增大导航系统中参数的误差。为及时发现船体变形问题,要采用摄影测量技术对船体变形进行连续检测,快速识别坐标误差和修正,以保证船体结构的稳定性,有效控制船体变形。本文分析摄影测量技术的优势,提出了摄影测量技术在基于图像的船体变形测量技术中的具体应用,并进行船体变形测量的应用仿真分析,测量结果表明符合实际测量的要求。     

船体三维网格的图形用户界面设计

由于船体三维立体显示存在一定不足,且图形特征匹配错误等,导致当前用户界面设计无法有效辅助船体三维网格模型设计。为此,提出船体三维网格的图形用户界面设计方法。结合虚拟现实技术,设计图形用户三维虚拟显示界面。以此为基础,通过识别不同手势指令,无接触虚拟操作用户界面功能模块,实现有效的人机交互,辅助完成船体网格模型模拟试验。结果表明:与基于图形推理、基于机械点阵以及基于数字图像处理技术等3种方法设计的界面交互结果相比,所研究方法设计下的用户界面交互匹配指数更高,每种手势的平均反应延迟更短,说明该用户界面表现更好。     

利用视觉技术在线检测船体变形缺陷方法

传统船体变形缺陷检测方法存在微变形缺陷识别误判问题,导致船体轻微变形区域无法在线瞬态识别,影响在线检测效果。为此,提出利用视觉技术在线检测船体变形缺陷方法。通过引入视觉技术,对船体结构进行扫描,建立船体结构变形模型;根据模型输出参量,利用粒子群算法对参量进行结构识别。最后,通过对结构体挠度计算确认变形位置,完成对船体变形缺陷的在线检测。通过与传统变形检测方法的对比,证明提出方法的高效性与准确性。     

基于角速率匹配法的船体变形实船测量技术研究

针对船体变形测量技术大多处于理论仿真的局限性,提出了基于实船试验的船体变形测量技术,考虑到测量速度的需要及静态变形角缓慢变化的特征,推导了基于角速率匹配法"准静态"模型。采用Kalman滤波技术对Mochalov模型和"准静态"模型下的变形角进行了估计,从实船试验的角度验证了船体变形的产生原因,拓展了"准静态"模型适用范围,进一步分析了舵操作对船体变形角的影响。试验结果表明,"准静态"变形角对缓变静态变形角跟踪效果良好,提高了静态变形角的测量精度,为光纤陀螺船体变形测量技术的实际应用奠定了坚实的基础。     

基座变形与船体壳板的匹配性分析

船舶基座的设计除了需要考虑自身强度和刚度外,还需要考虑基座与船体的刚度匹配性问题,而后者在基座设计中常被忽略.本文以某船液压缸基座为例,采用有限元方法,通过对基座初始设计方案和匹配性改进方案的对比计算,发现采取匹配性改进措施对基座变形及船体壳板应力控制具有积极作用.在对具有大刚度、高精度要求的基座的设计时,仅考虑自身的强度和刚度是不够的,本文的研究对基座与船体壳板的匹配性设计具有参考作用.     

船体小组立自适应路径规划系统

通过对船舶小组立产线中机器人焊接系统的技术水平分析,研究小组立产线的科学排产、节拍控制和工艺匹配等技术,论证机器人船体小组立自适应控制方法对比和结构件特征参数化定义技术,分析视觉识别和路径规划作业后处理技术方法,并进行实验论证,为船体小组立生产线智能化升级提供可以借鉴的方向与思路,为船舶建造智能化转型建设积累实践和技术经验。     

船体NURBS曲线修改方法研究

通过对NURBS曲线的修改方法的研究,探索适用于船体曲线修改的方法.文章中提出了一种修改船体NURBS曲线的新方法.该方法运用优化方法,通过形变函数来调整原始曲线,使得修改后的曲线能够满足设计船型的要求.为修改船体NURBS曲面的修改奠定基础.     

基于现代造船模式的船体零件编码研究和应用

基于对现代造船模式下船体分段建造作业的分析,应用编码技术,结合先进设计软件的编码功能,根据船体分段零部件特点,对工程编码、分段编码、组立类型代码、组立编码、零件分类代码、零件号和零件加工代码的设置,组立流向、编码级数和编码完整性,编码体系与TR IBON设计软件的匹配等问题,通过综合研究,建立了一套基于现代造船模式的船体零件编码体系。     

基于光学图像识别的船体变形量检测技术研究

在新时期背景下,我国船舶事业发展取得了理想的发展成绩。其中,船体变形量检测技术在其中的重要性也逐渐突显出来。因部分船舶的结构相对特殊,所以为确保其安全稳定地运行并完成任务,必须要高度重视船体变形量检测技术的作用。本文以光学图像识别为基础的船体变形量检测技术,不仅可以通过图像准确判断出船舶的形体变化,也能通过三维建模的方式,在设计阶段提高船体的结构强度,从而大大提升了船舶的安全性。     

首升力体、首鳍/尾板与船体水动力相互干扰与匹配研究

升力体技术已被CFD、缩比模型试验和实船试验证实,在零航速与有航速情况下均可减小船舶在波浪中的运动响应,提高船舶耐波性。该文以数值计算为主要技术手段,结合模型试验验证,开展了首升力体、首鳍/尾板与船体水动力相互干扰与匹配研究。首先,采用自由船模拖曳的数值模拟方法,开展了基于快速性的首升力体与船体位置匹配研究,获得了首升力体在船体上的较佳位置;其次,对首升力体加装首鳍,分析了首升力体、首鳍组合与船体水动力相互干扰,获得了复合初步船型方案;再次,对复合初步船型方案加装尾板,讨论了首升力体、首鳍、尾板组合与船体水动力相互干扰,获得了复合优化船型方案;最后,对复合优化船型方案在规则波中的运动响应进行数值预报与对比分析,并预报不规则波中的减摇效果。文中的研究成果可为后续首升力体在单体船上的应用提供技术支撑。     

船体弹性支撑轴机械故障检测方法研究

当前船体弹性支撑轴故障检测存在效率低、错误多等不足,为了改善船体弹性支撑轴故障检测效果,设计了支持向量机多类分类器的船体弹性支撑轴故障检测方法。首先选择船体弹性支撑轴作为研究对象,提取其振动信号。然后从振动信号中提取描述其工作状态的特征,并通过对特征进行选择,得到最优的船体弹性支撑轴故障检测特征。最后根据故障检测特征,采用支持向量机多类分类器进行船体弹性支撑轴故障分类和检测。仿真测试结果表明,本文方法能够很好识别各种类型的船体弹性支撑轴故障,对所有类型故障检测率超过95%以上,而且具有较快的船体弹性支撑轴故障检测速度,相对其他船体弹性支撑轴故障检测方法,优势十分明显。     

基于剩余矩形匹配算法的船体零件排样

将剩余矩形匹配算法应用到不规则的船体零件的优化排样上,综合运用图形组合、自动碰靠和人机交互技术以使得排样结果更优.试验证明,该方法是有效可行的.     

船体曲形外板成形加工的无模检验

船体曲板构件的成形检验大多采用效率较低,材耗大,手工测量为主的样板/样箱进行实体靠模检测。文章提出了一种基于GPS技术和光电原理综合运用的船体曲板成形加工的无模检验方法,该方法通过特定装置对加工成形后的船体曲板上纵、横向检测点进行空间定位和测量,并采用Matlab编程实现测量数据的自动化分析与处理, 既可用于船舶三维数控弯板机的加工检测,也可用于其他方法加工船体曲板的加工检测。