旧桥微弯板的加固方法及设计计算

根据微弯板的结构特点和破坏规律,提出微弯板的三种加固方法,并给出各种方法的计算模型和内力计算的简化公式;再依据改变受力模式法对给定的微弯板进行内力和构件承载力计算;最后给出本文的相关结论。     

水火弯板成形因素对横向收缩量的影响

水火弯板自动化的研究需要定量化地确定横向收缩量.本文采用实验和有限元分析相互结合的方法来研究线加热过程中的横向收缩量.首先,利用水火弯板实验的结果标定有限元分析中呈高斯分布的热源模型参数,而后利用数值模拟的方法探讨水火弯板成形因素对横向收缩量的影响.这些因素包括自然对流换热系数、有无水冷、热源速度、加热焰道长度、燃气流量和横向曲率半径.研究结果表明:自然对流换热系数和横向曲率半径对横向收缩的影响很小;跟踪水冷可以形成有效的收缩;不同燃气流量的热输入有不同的横向收缩变形.本文提出了综合考虑火焰速度、火焰有效功率、火焰作用半径和钢板厚度的热源体能量模型,该模型可以更好地反映这些热输入影响参数所引起的综合作用.     

水火弯板成形因素对钢板表面温度和变形的影响

水火弯板工艺中,热源面输入是影响钢板温度场和变形场的重要因素。本文提出了综合考虑乙炔流量、加热速度、热源半径、热源效率和加热长度的两个表征热源面输入新变量,并利用数值模拟方法揭示了新变量对钢板表面温度、加热深度和残余变形的影响,大量仿真结果证明这两个新变量可以更好的反映这些参数所发挥的综合作用。     

余量对水火弯板精度影响的原因分析

本文分析了在水火弯板加工中，因切割余量而使船板产生新的变形，造成船体外板装配的误差原因，提出了在应制订相应的工艺规程来改进水火加工工艺的建议。     

水火弯板变形中的面内扭曲及收缩变形

给出了水火弯板变形中的面内扭曲、沿板宽方向变化的横向收缩及沿板长方向变化的纵向收缩的描述函数.实验测量及有限元计算结果揭示了水火弯板变形中存在的、为一般研究所忽略的面内扭曲变形及纵向收缩变形,指出横向收缩变形也沿板长方向变化.大量有限元计算结果表明,各种影响因素下的扭曲变形及收缩变形都可以用函数描述.通过计算结果的回归分析,得到了这些函数.     

高频感应加工参数对船舶弯板成形的影响

采用ANSYS软件对低碳钢平板的高频感应线状加热弯板成形过程进行热弹塑性有限元分析,利用相关数值结果定性分析加热功率、热源移动速度成形热过程中板材温度场及最终面内收缩变形和角变形的影响,为船板成形自动化加工提供数据支持.     

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.     

基于决策树的水火弯板焰道点判定模型研究

目前,船体外板的制造主要是通过水火弯板工艺实现,而焰道的生成作为水火弯板工艺过程中的核心而备受关注。但由于钢材变化复杂,影响因子众多,难以得到有效的焰道。通过建立决策树模型来对钢板材料上的点进行对焰道点和非焰道点归类判定,进而得出可用于生成焰道的焰道点。实验表明,该模型对待测点的归类正确率达87.6%,能够对焰道点进行有效的判定和归类。     

基于模糊神经网络的水火弯板双臂系统控制与研究

研究了水火弯板双机械臂的非线性控制问题,采用一种模糊神经网络算法,利用神经网络的学习能力和模糊控制的模糊信息处理能力,调整优化双机械臂运动的位置偏差,得到该控制体系下的最佳驱动参数,仿真结果表明,该控制策略提高了水火弯板双机械臂的控制精度,并且使系统具有较好的动、静态性能。     

基于PSO_SVM模型的水火弯板变形预测研究

近年来,水火弯板加工自动化是船舶制造行业的研究热点和难点。由于影响钢板变形结果的参数之间复杂的非线性关系,导致水火弯板变形预测不能够快速准确的实现。支持向量机(SVM)具有良好的泛化能力,将其应用于水火弯板变形预测,可有效解决非线性、小样本、高维数等问题。支持向量机性能的好坏取决于其参数的选取,本文选用粒子群算法(PSO)来优化SVM的相关参数,并将预测结果和传统的支持向量机模型的预测结果进行对比分析。结果表明,PSO_SVM模型用于水火弯板变形预测可以较好地提高预测精度。     

基于计算机视觉的水火弯板线位移测量系统

详细介绍了研制开发的基于计算机视觉的水火弯板线位移测量系统的主要组成与工作原理 ,该系统的成功应用 ,对研究水火弯板成形加工规律、实现水火弯板的机械化及自动化提供了支持     

基于LS-SVM的水火弯板机械手逆运动学求解

对水火弯板机械手的运动学进行分析,实现了正逆向运动学的仿真。主要讨论应用LS-SVM方法对逆运动学进行求解,并与传统LMBP方法得到的结果进行对比。仿真结果表明,此方法能够很好实现水火弯板机械手对加热轨迹的跟踪。     

基于GA和SVM的水火弯板焰道布置优化方法

水火弯板是目前船舶建造中普遍采用的曲型外板加工方法,由于机理复杂,其加工过程参数确定往往依赖于工人的加工经验,难以实现标准化和规范化。文章提出基于遗传算法(GA)和支持向量机(SVM)的水火弯板焰道布置优化方法,以成形曲面和设计曲面之间的形状误差最小为优化目标,将焰道布置优化问题分解成计算最小形状误差和搜寻最佳匹配位置两个问题,并分别运用嵌套GA和SVM来实现这两个问题的求解。实例验证表明该方法能快速高效确定最优的加热线布置方案。     

海洋平台曲板冷弯压制成形的数值分析及工艺规划

为避免加热弯曲成形中温度变化对板材力学性能的影响,曲板成形时经常采用冷弯成形工艺,而冷弯成形时的回弹问题,严重制约其弯曲成形的精度和效率.基于动态显式求解的有限元分析,研究双曲率鞍形板和帆形板的冷弯压制成形工艺及其回弹量,给出不同类型曲率板压制成形的压模挠度经验公式.同时,针对拆解平台大弧板冷弯压制成形精度较差的问题,分析异种曲率板的压制成形机理,提出了修正的压模挠度,极大地提高大弧板的压制成形精度.     

基于水火弯板工艺的钢板感应加热方式对比性研究

为了研究船体曲面钢板感应加热过程的加热方式,利用实验和数值模拟的方法,分析了各自加热过程中钢板的温度及变形量的变化规律.针对非持续式感应加热方法,初步给出最佳加热时间参数.利用罗氏线圈测量加热过程中感应器的电流强度和频率,实验结果和数值模拟结果相吻合,验证了数值模拟计算的准确性.结果表明:合理的分配感应加热的时间参数,选择非持续式感应加热可以达到预期的成型效果,在提高加热效率的同时有效的节约了加热能源.     

新夏港双线船闸双排对拉板桩结构受力特性

为研究新夏港双线船闸闸室中隔墙双排对拉板桩结构的受力特性,利用ABAQUS有限元软件进行双闸室完整建模分析。采用修正剑桥模型模拟两侧闸室土体的同步开挖,对比分析施工期对拉板桩与单锚板桩的结构特性差异。运行期对双排板桩施加水压力,研究中隔墙整体变形特征、桩间土承载变形特性。结果表明:施工完建期,对拉板桩位移远小于单锚板桩,但两者变形相似,弯矩和土压力分布规律一致,且差值极小。运行期,宽矮的中隔墙在向低水侧闸室的侧向位移中,以剪切变形为主。板桩土压力增量与各自承受的净水压分布有关,还受上部连杆传力和低水侧横撑反力的影响。桩间土在传递、扩散侧向压力时,产生侧向压缩,并可分担中隔墙的大部分剪力。中隔墙弯矩主要由两道板桩分担。现有的双排板桩结构简化计算方法,尚无法反映桩间土抗剪的作用,值得进一步研究。     

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.     

耦合条件下单层微穿孔板吸声体的消声性能研究

本文提出了一个板-腔耦合的模型,用于计算微穿孔板对腔体的消声性能.微穿孔板一般为较薄的平板,在板的面积较大时,板自身的振动也可能会对腔体的声场造成影响.该模型考虑了微穿孔板的影响,能够更精确地计算微穿孔板吸声体的消声性能.使用噪声消减量来评价微穿孔板的消声性能,通过实验验证,该耦合模型的求解结果精确可靠.基于所提出的计算模型,对微穿孔板的穿孔率、背腔厚度、孔径以及板厚进行了优化.     

纵向位移波穿过微极流体中微极弹性板的传播特性研究

基于微极流体理论和微极固体弹性理论,研究了纵向位移波通过微极流体中微极弹性板时的纵向位移波、耦合波一和耦合波二等三种微极弹性波的反射和透射特性。理论分析和数值计算结果表明:在一般情况下,各种反射和透射波的振幅比是入射波的入射角、频率和介质材料特性的函数;正入射时只有纵向位移波穿过固体板,而不存在其它波的传播;掠入射时仅有入射波沿界面传播而无反射、折射和透射现象发生。文章同时还讨论了反射、折射和透射系数随入射角的变化规律。     

卸荷板对整体式闸室底板内力的影响分析

针对整体式闸室底板弯矩较大的问题,研究闸墙上设置卸荷板对闸室底板内力的影响。采用三维非线性有限元分析方法,得出结论：1)闸墙设置卸荷板将使得边墩处底板上表面压应力、下表面拉应力减小,跨中处上表面拉应力增加,边墩处底板沉降增加。2)相对于卸荷板相对高度,卸荷板悬臂长度对底板弯矩将产生更大的影响。3)在工程设计时将卸荷板设置在1/3～1/2闸室墙高,且位于排水管水位以下、卸荷板悬臂长度设置在0.10～0.15倍闸室墙高度时,底板受力状况较好。本卸荷板设计的闸室底板受力情况较佳,可为类似工程的闸室高宽比及地基土质提供参考。