船体清洗机器人的开发现状与展望

从船坞内作业和水下作业这两个方面对目前国内外所有船体清洗机器人的开发现状进行系统全面的介绍,包括超高压爬壁除锈机器人和水下船体清洗机器人,突出水下船体清洗机器人的发展优势。将现有的水下船体清洗机器人按磁吸附、真空负压吸附、推力吸附、复合吸附等吸附类型进行分类,具体针对各类吸附移动对其结构功能设计的优缺点进行分析比对。最后,总结吸附性和灵活性难统一、船体复杂壁面难适应和废水废渣难回收等技术难点,针对存在的问题提出推力磁轮复合吸附和水射流清洗技术相结合的创新设计建议,并对多功能化、高智能化、自主性强的多机器人编队协同作业的船体水下清洗发展进行展望。     

新型反冲式水下船体表面清洗刷设计方案研究

介绍一种用于清洗船体表面的新型水下作业清洗刷的设计原理、基本功能和结构组成。该设计主要针对现有船体表面清洗技术的不足,利用潜水泵作为动力源,无需人员下水即可通过海水的反冲作用将刷体压紧在船体表面,并对船体表面进行清洗;不仅可以大幅度降低劳动成本,而且对环境及海洋生物也无任何污染影响,非常适合绿色航海业发展的环保需要。     

水下船体表面清刷作业机器人的控制系统

水下船体表面清刷作业机器人是一种新型的用于水下特种作业的机器人。作者从电机驱动、姿态检测、自主控制等几个方面进行了机器人控制系统的硬件及软件设计，实验结果表明控制系统性能达到了设计要求。     

水下船体表面清刷机器人方案研究

介绍一种新型的用于船体表面清刷、涂装等作业的水下船体表面清刷机器人总体组成、基本功能和工作原理，并提出了机械本体、清刷作业装置和控制系统三部分的设计方案。该机器人具有工作效率高，安全性好等优点。     

新型微结构船体防污表面的制备与分析

为解决船体表面生物污损现象造成的船舶运行阻力增大、寿命降低等问题。本文研究利用反应离子刻蚀(RIE)技术方法,制备具有特定微结构的304不锈钢防污表面,选用三角褐指藻(P. tricornutum)和小球藻(C. pyrenoidosa)为目的污损生物,对微结构表面开展防污实验。使用接触角测量仪分析微结构表面的浸润性,利用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)和ImageJ软件对微结构表面的防污性能进行评价。结果表明:微结构表面接触角增大至108.5°,为疏水表面;微结构表面对三角褐指藻和小球藻的抑制率达到91.5%和89.8%,显示出优异的防污能力。该新型微结构表面为船舶绿色防污减阻表面的设计提供依据。     

复合材料层在船体表面防护的应用

复杂的海洋环境很容易腐蚀船舶,面对严苛的海洋环境,船体材料必须具有优越的耐腐蚀性能。研究发现复合材料对船体防护具有重要作用。复合材料应用于船舶时具有优良的力学性能,优良的电学性能以及很强的耐腐蚀性。复合材料在应用于船体材料时,易于设计、施工和便于维护。本文综述复合材料在船体表面防护的应用现状及进展。     

清洗船体外板的新型装置

过去船体外板在油漆之前的清洗工作是由操作人员手持高压水枪进行的，不仅效率低，而且难以均匀清洗干净。     

船体结构噪声的有限元计算分析

有限元方法是解决结构静力、动力问题的有力工具,在工程结构振动声学性能计算中正越来越多地被采用。采用有限元方法对船体结构噪声进行计算和分析,计算结果表明,有限元方法的可行性和有效性。     

潜艇中修时耐压船体大开口的强度计算

使用国际通用的大型有限元分析软件,对某型潜艇中修时耐压船体及舱壁上开口后艇体的强度及变形情况进行分析计算,计算结果表明,开口后艇体及开口区域的应力及变形均较小,满足修理要求。     

35000吨散货船船体线型优化及设计研究

针对新一代绿色环保船型研发的需求,在已有性能较为优良的35000吨散货船的基础上,对船体线型作进一步的优化设计.利用势流计算原理及粘性流计算原理分别对船体周围流场特性进行计算分析,结合在船体线型设计方面的经验对原船线型作进一步的改型优化,并通过水池模型快速性试验验证获得了更为优良的船舶线型。     

一种新的曲面修改方法在船型优化中的应用

为实现基于CFD的船体型线自动优化,船体型线的参数化建模及修改起着至关重要的作用。论文提出了一种新的组合函数修改船体曲面的方法,该方法充分利用了融合函数及全局变换函数两类船体曲面修改方法的优点,实现了船体曲面的大范围变形,并保证了船体曲面的光顺性。将该方法与CFD技术及优化算法成功结合,直接应用于1300TEU集装箱船的型线优化设计,最终获得给定约束条件下的优化型线。结果表明,论文所提出的组合函数修改船体曲面的方法是可行的,具有一定的工程应用价值。     

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.     

滑行艇船型优化设计

提出小生境均匀变异算子,用共享度来决定个体的变异概率,以竞争方式接受变异结果,克服了遗传算法的早熟问题.采用GA-BP混和训练法建立的阻力数值图谱具有较高的估算精度;利用遗传算法建立的船型参数优化方法,能够得到设计范围内的最优解,使设计的滑行艇阻力最小.     

优化算法在船体型线参数化设计中的应用

以目标船舶主尺度要素和承载船舶信息的基本曲线为输入信息,以曲线应变能为目标函数,提出参数化生成以NURBS表示船体型线的数学模型,采用两种优化计算方法(牛顿/拉夫森迭代法和微分群体智能算法)来数值求解该模型,并比较了不同算法所得出的船体曲线和计算过程。结果表明,依据本文介绍的数值算法,经参数化生成的船体型线能满足工程应用要求,并有望在船型优化设计中应用。     

船体曲面参数化设计新方法

论文提出一种基于光顺性微分方程的船体曲面变换方法。该方法可针对船体曲面变换的不同设计任务,构造同时满足光顺性微分方程和具体设计约束条件的船型变换函数,并通过该变换函数,实现对以NURBS表达的船体曲面的变换,论文证明,应用该变换方法,能够保证在船体曲面变换过程中不改变船体曲面的C2连续性。作为应用实例,文中给出了船体曲面局部修改、曲面整体变换和船型UV度变换的变换函数方程,并以一条油船为例,分别给出了三个变换方程的具体应用,从而证明了该方法的工程实用性。     

集装箱船线型优化研究

为了充实船型数据库及满足将来可能的市场需求,结合传统经验设计方法和CFD技术同步进行了集装箱船的线型研发。通过两个方案的船模试验结果的比较,得出一些有意义的结论,对将来的线型设计工作具有一定的启迪意义。     

系留穴与船体连接方式的优化设计

为提高船舶建造质量、效率,降低工人劳动强度,对系留穴与船体结构之间的焊接坡口进行设计优化,并结合焊接工艺评定试验及舾装件功能性试验验证优化后的设计,验证结果满足原设计使用要求,同时可为其他船舶的设计提供一定的参考和借鉴。