面向船舶制造的柔性胎架调节设计

针对船用胎架尚未实现与现有造船集成制造系统数据的自动化对接和自动调节的问题,在传统胎架的基础上进行柔性胎架设计。运用图形学中常用的非均匀B样条,根据船舶型值表,利用MATLAB仿真重构船舶曲面外板,反算控制顶点,估算曲面曲率,将初始化船舶外板拟合曲面数据导入数据处理系统,换算为每个胎架的坐标,结合胎架实际受力情况调整胎架位置和高度,可提高船舶胎架的利用率、造船效率、分段装配和焊接精度。     

新型造船活络头通用胎架的研究

胎架是制造船体曲面分段和曲形立体分段的形状胎膜和工作台,是造船中使用最普遍、最重要的必备工装,分为专用胎架和通用胎架两大类。其主要作用是在分段制造过程中支撑分段、保证分段曲形正确和控制装焊变形。本文在分析数字化通用胎架功能要求的基础上,提出了一种新型造船活络头通用胎架,并介绍了该胎架的设计方案,以期为相关研究提供参考。     

基于FGB法的船体曲面拼板焊接工艺研究

介绍了FGB法曲面外板高效焊接工艺的来源和应用现状,阐述了该焊接工艺的应用价值。针对国内船舶制造企业在曲面板焊接时遇到的反变形值和余量加放控制的问题,运用有限元方法对FGB法焊接进行数值模拟,计算分析该焊接方法可能引起的变形。设计并完成了FGB法焊接试验,将实验结果与理论计算结果相对比,验证了FGB法具有较小的焊后变形。通过生产现场的应用试验,详细分析了FGB法焊接工艺在实际应用中的现场适用性和实用性。并通过与原先曲面板CO2气体保护焊的对比研究发现:FGB法焊接工艺具有焊后变形小、焊接效率高等优点,可以完全不需要通过调整胎架的方式加放反变形。在曲面外板拼板焊接时使用FGB工艺可以提升焊接自动化水平,焊接效率提升明显,节约辅助材料。     

最佳斜切胎架的电子计算机辅助设计

一、概述船体曲面分段建造过程中,胎架是一种重要的工艺装备。艏艉部分的外板分段一般跟基准平面(水平面、纵剖面、横剖面)保持倾斜。因此,必须对胎架底面位置进行转换。最理想的转换结果,应该是外板表面上各点到胎架底面距离的最大差值为最小。符合这个条件的胎架底面称为理想胎架底面。采用理想底面的胎架对模板式胎架来说,其用料最省;对支柱式胎架来说,其支柱调节高度差为最小。本文介绍理想胎架电子计算机辅助设计的数学模型和计算方法。其特点是,应用机械制     

活络胎架

我厂自一九八一年开始使用活络胎架制造万吨船的曲面旁板以来,至今已生产了五百多只曲面旁板分段。活络胎架在12300吨集装箱船中应用得最广泛。该船总共三十三对曲面胎架中就有二十二对双斜切,支承高差一般在1200毫米以内,只有四对在1650毫米～1200毫米。最大的一对机舱旁板有80多平方米,十一张旁板、肋骨线型为双S型,最大高差仅1650毫米。故从双层底到上甲板,艉封板到艏包板,面积达1600多平方米的曲面均可用活络     

船底板架焊接胎架约束力分布规律分析

为了保证船底板架在装焊过程中胎架连接板的安全性,采用热弹塑性有限元法模拟横骨架式船底结构的焊接过程,比较分析无约束和受胎架固定约束条件下的焊接变形,讨论胎架约束力的分布特点。结果表明,在焊接过程中位于船底板架角端的约束力最大;按顺序从中部肋板依次对称向两侧拆除胎架连接板有利于减小拆除过程中的最大约束力。     

日本船厂当前技术进步的发展概况

本文记载作者考察日本长崎船厂等关于造船技术进步的见闻。介绍了日本船厂在船舶设计中采用的“船体放样连续处理系统”和“设计生技一贯系统”;精度管理概况,以及焊接机械化、装备化, “单权法”焊接,曲面单面衬垫焊胎架,SB41衬垫CO_2气体保护焊,焊接机器人等情况。     

造船胎架计算程序鉴定会

由上海造船工艺研究所研制成功的“造船胎架计算程序”已于一九八一年九月十七日通过鉴定。鉴定会是由六机部委托上海市造船工业局主持召开的。“造船胎架计算程序”是HCS船体建造集成系统的一个组成部分。它可为船体曲面分段胎架的制作和外板的定位、拼接、划线和内部构件定位角度等提供数据。程序的几何模型是,     

基于新旧共同规范的主要支撑构件曲形面板结构强度对比分析

为明确共同规范对主要支撑构件曲形面板有效面积计算公式更新后主要支撑构件曲形面板有效系数的变化,通过实例分析规范修改对主要支撑构件曲形面板有效性的影响,认为规范修改对于非对称曲形面板的影响远大于对称曲形面板,可通过设置径向肘板、将非对称曲形面板改为对称曲形面板、改变面板尺度比,使得有效系数最大,可采用细网格进一步分析,进...     

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。     

关于应用活络支柱胎架的建议

由于电算技术、精度造船和现代化造船设备广泛应用,以及采用高效焊接工艺控制变形,分段的形状与尺寸已不必依赖于胎架强制成形,从而有可能使用支柱式胎架来制造船体分段。本文分析了此种胎架的优点,并提出了在中华造船厂沪南分厂推广支柱式胎架的实施方案的建议。     

新型数控胎架模块化柔性装置

在前期研制的新型数控活络头通用胎架基础上,针对该胎架在大曲度曲面分段制造时行程及转场便捷性不足的问题,提出一种模块化柔性装置。该装置由连接机构、框架平台、支撑调节模块和移动机构组成,在不改变原数控活络头胎架支柱规格的前提下,可提高胎架的调节范围,而且其通用性和灵活性更佳,适合各种曲面分段的建造。     

可调角固定板在实船中的应用

为减轻船舶建造中接线盒、火警探头、广播、球型白炽灯等小型设备底座的质量，增加小型设备安装的便捷性和灵活性。采用可调角固定板代替传统的面板加支腿样式的底座，并从设计和施工方式等方面对可调角固定板进行分析。研究表明：可调角固定板可有效减轻舾装件质量，节省焊接施工的人工成本和焊料成本。研究成果可为可调角固定板在实船中的应用提供一定参考。     

双丝埋弧自动焊机

我厂的单面焊接双面成形焊接工艺应用至今,已有十余年的历史。由于采用的是单丝焊,所以目前只限于在6～14毫米厚的板列拼板中使用,而厚度超过14毫米的板列拼接仍采用双面焊。随着船舶吨位的增加,厚板的焊接工作量所占的比重越来越大,如16000吨运煤船的底板、外板、甲板及内底板等,厚度大都超过14毫米。这种板只能采用双面焊工艺,因而生产效率较低。单丝焊除了焊接速度慢,生产效率低外,主要的是难于保证厚板单面焊接的机械性能。这就妨碍了单面焊的广泛采用。欲要改变这种状况,就必须采用多丝焊工艺。经过多年     

面向智能生产线的船舶曲面分段通用胎架设计

基于自适应电磁式支撑头、数显式三向调节支柱和模块化轨道运输等关键技术,设计一种新型的船舶曲面分段通用胎架,并对模型样品进行试制。一直以来,船厂广泛使用支柱式胎架,普遍存在滑移、支点变形和制作效率不高等问题。研究成果可为解决上述问题提供参考,并为未来船舶曲面分段智能生产线的胎架研制提供设计思路。     

TRIBON系统曲面建模模块在精度造船中的应用

船体精度控制是船舶生产设计中必须考虑的内容之一。船体曲面包括板缝与外板的定义、定位Mark线、外板与型材加工、胎架与样箱等信息的制作,其信息的精确程度直接影响到船体的建造精度。本文分析了船厂原有的生产设计和出图模式以及生产过程中的精度控制,利用TRIBON系统曲面建模模块能自动生成精确的板架信息这一优势,对原有的生产设计进行优化,使图面信息更精确、更全面,为后续的精度控制提供了依据。     

JU2000E自升式钻井平台桩腿TKY节点 焊接残余应力分析

Ju2000E自升式钻井平台的桩腿TKY节点由于焊接结构复杂,各构件采用高强度大厚板,焊缝多且不规则,焊接残余应力分布复杂,对其评估焊接残余应力非常困难。如今焊接残余应力表面测量配合应力计算是最有效的方法,本文采用一系列的高效计算方法实现了桩腿TKY节点焊接残余应力的高效计算,并通过X衍射法和小孔法验证了计算的可靠性,同时通过计算机模拟软件建立的三维实体模型分析了该结构的应力分布特征。计算结果表明,整个模拟件各方向的峰值拉应力出现在半圆板焊接区域表层,特别是焊趾位置呈现较大的应力集中,而焊缝材料的屈服强度相对半圆板材料屈服强度低,故焊缝区域的各方向拉应力幅值稍低于半圆板焊接区域;整个模拟件各焊缝区域从外到内部的等效应力呈现300-600MPa的较大应力,靠近半圆板的焊趾位置出现较大应力集中,等效应力达到600MPa以上。     

槽型隔舱壁生产工艺的改进与优化

18万t散货船槽型隔舱壁传统的冷弯制作流程为1张板压1次,冷加工后再拼版,单个分段装配工时及单个分段焊接工时较长。改进的工艺采用21 m三辊弯板机轧制有板厚差的槽型板,3张板(板长约15.2 m)压制1次,用先拼板后压工艺,不用定位排,为后道工序大组立采用高效焊接FAB新工艺,节省了大量的定位排及其装拆工时;焊接一次成型,减少了槽型板加工周期及大组立装焊时间,缩短大组立胎架周期,提高了生产效率。同时,针对槽型板表面压痕、起皱等质量问题以及成型精度等关键技术进行分析,从而总结出槽型舱壁的生产工艺与精度改善方案。     

基于模糊PID控制的船用胎架高度联控方法研究

胎架作为船舶分段建造变形控制的重要工装,但不具有联合调控与自适应控制能力,无法快速响应分段建造质量问题,为此本文提出基于模糊PID控制的船用胎架高度联控方法.首先,基于船舶分段拟合曲面建立胎架高度补偿模型,为胎架的自适应调控提供依据;其次,基于分段变形范围和受压载荷构建胎架间关联机制,达到胎架系统的动态联调;然后,利用...     

双斜切胎架上旁板分段装配方法浅谈

一、前言双斜切胎架因其具有省料省工,生产安全和能扩大自动半自动焊的应用范围等优点,在线型变化较大的旁板分段装配过程中已被普遍采用。我厂的某些船舶产品甚至有三至四组双斜切胎架,每年将有很多分段在此种胎架上制造。目前,全国各造船厂的装配方法与我厂不尽相同,我厂各装配工采用的方法也各有差异,甚至有部分师傅对双斜切的原理还不甚了解,故本文较系统地对双斜切的胎架和旁板分段的装配方法,进行粗浅的介绍和讨论。