三维曲面钢板多点数字化成形技术

多点成形是金属三维曲面柔性成形新技术,以多点成形技术为核心,集成多点CAD／CAM软件、计算机集散控制系统以及压力机等,构成钢板多点数字化成形系统。可以实现三维曲面铜板从形状输入到成形过程的数字化。应用分段多点成形工艺,可以在小设备上成形大尺寸钢板,而不用将其分割为小块;应用多点闭环成形工艺,可以减小钢板的成形误差;从应用实例看出,该技术可以用于船体外板的柔性成形。     

基于深度学习的船体曲板多视角三维重建方法

船体曲面外板加工成形是船舶建造精度控制的重要环节，传统曲面外板加工精度检测主要依靠样板和样箱，实现曲板成形自动化检测的关键是快速、精准地重建曲板三维曲面。提出一种基于深度学习的曲板摄影测量方法，该方法通过PatchmatchNet推断深度图得到曲板稠密点云，对稠密点云拟合二次曲面，基于拟合曲面去除曲板表面法线方向上的噪点，并基于主成分分析法（PCA）和最近点迭代法（ICP）对稠密点云和设计曲面进行自动配准，通过实例分析三维重建方法、图像数量、图像拍摄范围等对重建点云精度的影响。结果表明：曲板多视角三维重建精度小于2mm，满足船体外板加工精度要求，可为实现船体曲板精度自动化测量提供了参考与借鉴。     

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。     

高频感应加热曲面成形控制系统

高频感应加热曲面成形是船体建造中一项经验性很强的外板成形工艺,实船板加工的工艺流程和控制系统是高频感应加热曲面成形设备研究和开发的重要环节。介绍了高频感应加热曲面成形的国内外现状,分析了层次化、模块化软件系统的策略。     

船体外板水火加工成型技术

大型复杂船体外板水火加工成形(水火弯板)技术是造船生产中技术含量很高的一种曲面钢板成形工艺方法,目前被世界各国造船厂普遍采用。它首先把钢板在辊床上加工成筒型,然后对钢板边缘(或中间)用氧乙炔焰进行线状加热到红热状态后再浇水急剧冷却,使钢板发生局部收缩变形,形成所需要的三维曲面。由于这种钢板     

一种船体外板自动成形检测方法

利用安装在直角坐标机械手上的激光传感器采集船体外板表面各条肋骨一系列离散点的三维坐标,由此逆向回归出整个外板曲面;基于空间坐标转换及误差分析理论,对比理论肋骨型线,分别对加工后外板的横、纵向成形及扭曲进行计算和判别,并作为未成形板材二次加工的控制依据。     

基于伪直母线的船体曲面钢板展开方法

水火弯板是船体双曲度外板的主要成形方法,它可以作为外板展开的逆过程来考虑.通过计算外板展开所产生的变形量来确定水火弯板的加工工艺参数.本文提出了一种基于伪直母线的船体曲面钢板展开方法.该方法运用等距曲面的性质分析曲面钢板展开的角变形量计算,通过伪直母线的区域划分算法给出了线变形量的计算.通过实板展开算例表明,该方法是一种同时考虑角变形量和线变形量的准确计算船体曲面钢板展开的有效方法.     

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。     

基于曲面测量点数据的船体曲面板成形检测

船体双曲度外板制造完成后,造船工人使用样板或者样箱检测钢板的成形形状。然而,这种人工的检测模式不满足自动化成形和检测的需要。文章采用激光全站仪测量待测钢板的曲面特征点数据,根据该数据和设计曲面数据对曲面进行粗定位,采用迭代最近点（ICP）算法对曲面进行精细定位,在此基础上,提出曲面成形度评估的曲面欧式距离差值图和高斯曲率差值比量化评价方法。通过曲面测量案例验证该方法的有效性,计算结果表明该评估方法有效,能满足船体双曲度外板成形检测的要求。     

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。     

船体三维曲面外板成形工艺方法研究进展

船体外板中的船板零件有相当部分是三维曲面,其加工成形是船舶生产中的重要环节。传统的弯板主要有水火弯板和冷弯加工两种方法。通过分析发现,弯板加工方法虽然取得了一些成果,但还存在自动化水平不够、与生产实际存在误差以及弯板过程中的压痕、回弹等技术难题,不能适应数字化造船的要求,需要业界进一步的研究与开拓。文中的介绍与分析可为相关工作人员提供参考和借鉴。     

多点成形与模压成形的数值模拟对比研究

以"活络式方形压头曲面成形装置"为几何模型,建立有限元数值仿真。以Q345钢材为例,进行多点成形仿真,通过试验验证数值模拟的精确性。与模压成形过程进行对比,分析2种成形方式的前后曲率变化和板材上下表面接触情况,并对比了2种成形方式对应力分布与回弹位移量的影响。总结出两种成形方法对回弹的影响并提出控制回弹的建议。     

基于MVDR算法的改进型三信道正交相关器

正交相关器能够检测低于噪声电平的信号,但在避免强干扰源产生错误方面仍存在局限性。利用相关检测和最小方差无畸变响应（minimum variance distortionless response）[1]波束形成算法相结合的方法,抑制非期望波达方向的干扰噪声,提高对弱信号检测能力。理论分析和仿真试验结果表明改进后的接收机对强干扰有一定的抑制力。     

空时编码OFDM与多维波束形成组合算法研究

针对多输入多输出OFDM系统提出了一种简单灵活的空时分组码与多维特征波束形成组合方案,以充分利用MIMO信道的二阶统计信息。该方案在保证空时编码分集度的同时能最大化系统的编码增益,空时分组码的选取并不受实际发射天线数的限制,因此可以在分集度、编码增益以及系统码率之间进行灵活的折中。理论分析和仿真结果同时表明,当实际发射天线数大于空时码所需天线数时,系统的编码增益随着实际发射天线数的增加近似呈线性增长,发射天线阵列间相关性越强,增长速度越快。     

薄板单面焊双面成形技术在船体焊接中的应用

薄板单面焊双面成形技术是一种在薄钢板结构对接接头背面加陶瓷衬垫进行气体保护焊的工艺方式,这种工艺方式不仅取消了焊缝反面碳弧气刨清根工序,而且改善了根部焊道的成型质量及施工环境,大幅提高生产效率。     

通气超空泡形态及视景仿真研究

超高速航行器在水下运动时,其大部分表面被超空泡包裹,构成了一种新的流体动力布局,运动模式和运动特性完全不同于常规水下航行器。为了分析超高速水下航行器运动的稳定性,本文对超空泡生成机理进行研究,给出描述超空泡形态的数学模型,得到不同影响因素作用下超空泡形态的变化规律。为验证超空泡实时生成效果和超高速水下航行器运动过程各种动作功能,采用Vega Prime构建三维虚拟环境,在此基础上设计超空泡视景演示系统,通过ADI仿真系统实时解算超空泡和水下航行器运动数据来驱动超空泡视景系统,逼真地演示超空泡动态生成过程以及水下航行器高速运行轨迹和“空泡+航行器”的相对运动关系等关键技术。     

船用钢板单点局部下压弯曲成形特性研究

通过有限元计算,分析了摩擦、加载方式、板厚以及屈服强度对单点局部下压成形形状以及回弹的影响,并分析了出现反曲率局部变形的原因。首先,对单点局部下压成形特征进行了分析。然后,对不同条件下的成形进行计算和分析。最后,对反曲率局部变形出现的原因进行了分析。结果表明,摩擦、加载方式对成形影响不大,而板厚、屈服强度对成形的影响较大;反曲率局部变形出现的原因是周边板材料的约束使得下轮与板接触区出现负弯矩。     

钢板水火加工变形主要参数实验分析

在对实验钢板进行水火加工变形系列板厚试验的基础上，建立了钢板局部变形与主要影响参数关系的数学模型，补充了实船板数据的不足，为水火弯板工艺参数设计提供参考。     

自动化焊接技术在薄板成型中的应用

结合某型高速船钢质结构的建造,阐述了在薄板焊接成型质量控制过程中,针对船体建造流程和船体结构特点,制定详细的焊接施工工艺。通过采用多种自动化焊接方式以及不同焊接方式的组合,有效控制了薄板的焊接变形,使该船薄板结构的整体成型效果达到了国内领先水平。总结的大量自动化焊接技术在薄板成型中的应用经验,可供业内同行参考使用。     

板材成形回弹的数值仿真方法研究

结合板材成形和回弹过程的特点,采用显式-隐式算法模拟板材成形和回弹过程,并对数值模拟中的关键问题进行分析.利用显式-隐式算法,对板材辊弯成形和回弹过程进行模拟,得到整个过程中任一时刻板上的应力分布、板材的回弹量及最终变形状态.