船体线型角对环形焊缝造成船体挠曲变形的影响

为防止或减少因焊接环形大接缝而造成的船体挠曲变形,人们往往都习惯以船体横剖面的中和轴为上下对称线,由双数焊工同时施焊,并采用力求使焊缝均匀收缩的热规范。采用这种方法时,由于没有充分考虑船体型线的影响,把船体本身结构的中和轴,误作为环形焊缝的中和轴,所以得不到真正的对称收缩;船体分段在合拢焊接之后仍然产生很大的挠曲变形(一般总是上翘)。解决办法:一是预留反变形;二是放宽公差。反变形法,不仅给激光划线、公差造船带来困难,而且过大的反变形会过多地耗去焊缝的塑性储备,对船体的总纵强度不利。至于放宽公差,对某些航速很     

船体变形及其对舰载红外警戒系统测角的影响

船体变形会对舰载红外警戒系统获得的目标测角数据的精度造成影响。分析船体变形的模型,给出典型情况下船体变形的大小,进一步推导船体变形与舰载红外警戒系统测角精度之间的数学关系。由于船体变形对测角影响很大,给出采用局部捷联基准来减小船体变形影响的建议。     

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。     

船体角焊缝截面形状的研究

本文叙述了角焊缝截面的类型及角焊缝凸凹参数对承载力的影响，作者专门设计了模拟船体角焊缝受力形式的试件，采用实验方法对船体角焊缝截面形状与承载能力的关系作了详细的分析，指出当焊角尺寸相同时，在凸面，平面和凹面角焊缝中以凹面的角焊缝承载能力最高。     

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。     

基于NFFD 算法的船体几何变形技术

本文以非均匀有理B样条基函数作为参数体属性,并结合非均匀控制点网格,建立了适用于船体几何的NFFD变形技术。重点阐述了NFFD方法的基本原理和变形规则,并以矩阵表示方法为基础构建了数学模型。研究了控制点数量和分布对变形结果的影响,增加了控制点变形几何的能力并获得了更大的设计空间。最后,以某CNG运输船为例完成了球鼻艏、船艏和船艉部分几何的自动变形。本文的工作为船型优化提供了良好的变形工具。     

基于FGU的船体变形测量技术中时间延迟补偿方法研究

基于光纤惯性测量单元(Fiber Gyro Unit,简称FGU)的角速率匹配法是船体变形测量技术的发展方向,但是在实际应用中两套测量单元之间存在时间延迟,会影响船体变形测量精度。该文分析了时间延迟的产生机理以及时间延迟对变形估计的影响。并基于二阶马尔科夫模型对船体变形建模,建立卡尔曼滤波状态方程和量测方程,提出了一种时间延迟补偿方法,将时间延迟扩充为状态量,对其进行实时的估计和补偿。最后通过仿真并结合实船试验数据,对比分析了时间延迟补偿前后的变形估计效果,验证了此方法的有效性。     

基于船体梁的船体弹性变形预报方法

将船体简化成一根两端完全自由、质量和刚度沿船长方向分布不均匀的变截面梁,采用迁移矩阵法算出船体梁的固有频率和振形;将三维势流理论和结构动力学方程相结合,求出船体振动的主坐标,再利用模态叠加原理得到计算点的幅频位移响应;利用谱分析方法计算不同工况时的船体变形,并根据雷利分布得到其统计值。以某船为例,利用该方法计算船体相对变形,并对结果进行分析,得到了船体变形随着航速大小和浪向角改变的规律。     

舰船发电装置的数学建模研究

随着船舶体积和功能的不断扩展,船舶上的电力电子设备种类和数量不断增多,随之配备的电力系统也不断扩大。电网拓扑结构日益复杂,因此以往的分析方法已经很难及时预测各种事故的发生。而数字仿真系统不受仿真对象规模和复杂度影响,因此数字仿真系统广泛应用于船舶电站事故预测。本文以模型和数据库为基础,对船舶汽轮发电系统的稳态进行分析。     

计入船体变形及齿间摩擦的齿面接触疲劳强度

船舶在波浪中航行时,船体总弯曲变形会使沿船体纵向布置的齿轮机构的轴承支座中心距产生缩减.在一定条件下,这种中心距缩减会导致互相啮合的两齿轮间产生附加径向压力.本文导出了计入这种附加径向压力、齿间摩擦及轴承间隙综合影响的船用齿轮齿面接触疲劳强度优化计算公式.利用此公式计算齿面接触疲劳强度可使船用齿轮的设计更合理,更安全.     

船舶混合动力系统的数学建模与仿真研究

船舶工业一方面促进了世界经济交流与发展,另一方面也导致了环境污染、能源危机等问题,近年来得到了外界的一致重视。随着船舶动力能源的调整,混合动力船舶逐渐出现,并逐渐成为一种发展趋势。混合动力船舶是将柴油发电主机与燃料电池并联,共同产生船舶航行所需要的动力。本文系统研究了船舶混合动力系统的参数与原理,建立了混合动力系统的数学模型,并在Matlab Simulink中进行了混合电力系统的仿真。仿真结果证明,混合动力系统可以较好的满足船舶的航行需求。     

基于BP网络的复杂曲面钢板角变形量分析

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。以钢板厚度、角变形及角变形量作为输入参数,中性层位移系数作为输出参数,建立BP神经网络模型。通过实板实验数据对网络模型进行训练,得到中性层位移系数与这些输入参数的关系,提出了一种准确的计算复杂曲面钢板角变形量的方法。     

基于数学模型的双桨船舶航向控制研究

目前在我国的港口贸易中,为了满足众多类型船舶的航行要求,需要设计一种高性能的航向控制器,来保证船舶的航向安全。一般情况下,可以采用双桨控制的方式,使得船舶在恶劣海况条件下依然拥有卓越的操控性能。本文主要通过建立数学模型,来模拟双桨船舶在水面上航向时的状态,并通过对航向控制器各项参数的优化,综合提升船舶的性能。通过仿真优化,可以发现双桨船舶的航向控制器能够始终提供稳定的动力,各项性能指标优秀。     

大推力水下航行器运动偏移特性数学建模

水下航行器在维持深水域航行探测时需要大推力辅助,很容易产生运动偏移,为了提高水下航行器运动偏移特性数据分析的准确度,设计应用数学坐标建模思想,建立航行器偏移特性数学模型。引入地面坐标系和水下局部坐标系,建立整体坐标系概念,将航行器运行轨迹看做静态坐标变换过程,构建2项坐标转换方式,为了简化计算步骤,根据坐标系概念确定当前航行器水下流体微元,在浮力、环境力和重力引导下确定航行器运动方程表达式,依据运动方程表达式建立矢量控制模型,最终根据欧拉角关系速度矢量和偏转特性,解析控制模型,获取最终数据结果。实验数据表明,该分析模型法向阻力系数计算准确度提高了27%,切向阻力系数提高了22%,可以有效提高数据计算的准确度。     

基于视频的交互建模方法

基于图像的三维建模技术一直是计算机视觉领域的研究热点.目前的基于图像的建模方法多使用算法自动提取图像特征点,常常无法准确描述场景物体轮廓,针对此问题提出了一种基于视频的交互式建模方法.基于CAHV摄像机模型,在任意图像中手动选取关键特征点确定物体轮廓,并结合摄像机参数及部分自动提取的特征点信息计算深度,最后通过纹理映射技术获得三维模型.实验证明,该方法可以准确提取物体轮廓,建模结果真实感强,是一种有效的基于图像的建模方法.     

基于HOOPS的舰船建模技术研究

随着计算机技术的迅速发展,三维数字化建模和数控加工技术在船舶工业的应用越来越广泛,不仅提高了船舶结构件加工的效率和精度,还降低了船舶设计制造的成本。船舶结构复杂,其三维数字化建模必须依靠性能优越的三维图形处理平台。HOOPS是一个先进的开放式三维分析平台,嵌入了ACIS开发软件作为造型引擎,在三维模型设计、渲染和分析等方面具有很大优势。本文系统介绍了HOOPS三维造型软件的原理,并利用该软件平台对舰船的建模技术进行研究。     

水下智能仿生机器鱼容错控制数学建模研究

传统水下智能仿生机器鱼控制模型存在容错率低的问题。为了更好解决该问题,进行水下智能仿生机器鱼容错控制数学建模研究。构建仿生机器鱼机械动力学模型,获取仿生机器鱼的自身参数、水下参数与容错参数,引入容错控制算法对仿生机器鱼进行误差量追踪补偿计算,构建水下智能仿生机器鱼容错控制数学模型。在实验中通过控制容错率测试,证明该模型具有较强的容错控制能力。     

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。