船体外板水平截面展开方法研究

应用空间解析几何坐标转换方法建立船体外板局部坐标系,选取外板展开准线,并由参数样条插值和参数样条曲线拟合方法得到准线方程以及各水平截面与外板的交线,从而求得水平截面展开曲线的拱高和交线的实长,最后根据拱高、交线实长和准线展开线得到外板平面展开形状,并为船体生产加工提供外板展开数据,建立了一种基于水平截面的船体外板展开方法.通过实船设计和生产建造的检验,该方法计算结果可以应用于实际生产.     

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.     

固有应变法在钢板三角感应加热变形计算中的应用

针对辊弯板多加热线的三角感应加热变形计算难题,提出基于固有应变法的弹性有限元计算方法,根据钢板感应加热的实验,数值分析固有应变的分布规律,结果表明,辊弯板在进行多条加热线加热后,钢板挠度值的计算结果和实验结果一致,而且计算时间短。基于固有应变的弹性有限元分析能够克服钢板热弹塑性模型在进行多加热线模拟时的计算难题,可以应用于钢板多加热线感应加热过程的整体变形计算。     

激光焊接夹层甲板板格强度计算的子模型方法

提出了基于有限元软件ANSYS的激光焊接钢质夹层甲板板格结构强度计算的子模型方法。分别对考虑激光焊接焊缝缺陷的I型夹层板格结构的壳单元计算模型和体单元子模型进行强度分析,并与全部体单元模型的芯层与上下面板连接处及面板中部处应力分布计算结果进行对比,验证壳单元计算模型和子模型方法用于计算夹层甲板板格强度的正确性。计算结果表明,对强度特征关注区域,可建立多个体单元子模型,确定子模型边界影响区域范围,从而可较为准确地评估夹层甲板板格结构强度特性,包括焊缝处应力分布。壳单元计算模型可获得较为精确的板格变形值,但无法考虑激光焊接焊缝缺陷,获得的焊缝处最大应力值明显偏小。     

轮印载荷作用下波纹型夹层板格强度特性分析

针对轮印块状载荷下的波纹型夹层板格结构,建立了应力分析计算方法。该方法基于Mindlin-Reissner板理论的夹层板格整体弯曲计算和经典板理论的芯材间上面板的局部弯曲计算,并将二者叠加得到轮印载荷下夹层板格总的弯曲特性。开发了基于MATLAB的计算程序,能方便地调整夹层板格尺寸及轮印块载荷的位置、尺寸和载荷值,计算相应的板格变形和各特征点应力值。讨论了结构尺寸参数、轮印载荷尺寸参数等对上面板局部弯曲应力及板格整体弯曲应力的影响特性,为这类结构的设计和优化提供有益的参考。     

船体曲板成型在线检测技术与系统应用介绍

针对船舶制造过程中曲板成型工艺,分析了不同检测方法的优缺点,提出了基于主动双目激光三维扫描的船体曲面成型检测方法,建立了主动双目视觉测量的应用流程,研制了一套基于主动双目激光三维扫描的船体曲面成型检测原型系统,实现了水火弯板过程中船体曲面的在位检测、偏差计算与显示.     

基于机器视觉的船体双曲度板测量方法

如今船厂使用的船体双曲度板测量方法大多是传统的样板、样箱测量,这类方法对工人的技术水平要求较高,而且对于自动化加工的发展有不利影响,为了配合三维数控弯板机的自动化成形加工,本文实现了以双目视觉测量为基础的非接触式测量。在基于机器视觉的船体外板测量系统中,首先使用张正友标定法对摄像机进行标定,得到摄像机的内外参数,之后采用极线约束的方式完成了图像的立体匹配工作,根据标定和匹配结果,使用最小二乘法计算得到目标点的三维坐标。最后对数据进行分析,将测量结果与理论数值进行对比。基于机器视觉的船体外板测量系统操作简单,测量误差在允许范围内。     

含中心裂纹的有限加筋板Dugdale模型

建立了含中心裂纹有限板弹塑性断裂问题分析的Dugdale模型,基于Muskhelishvili关于平面弹性力学解析函数解法,运用线弹性理论的叠加原理对Dugdale模型进行求解.以裂纹尖端开口位移值为弹塑性情况下表述裂纹力学特征的断裂参数,经过实例计算,给出了不同裂纹长度、不同载荷作用下含中心裂纹有限加筋板的系列断裂参数值.     

船体外板“双重”线加热成形研究

文章在“单”线加热的机理研究基础上,重点对“双重”线加热进行有限元分析,对其温度场和变形场进行了大量基于ANSYS的数值计算,并与“单”线加热进行了比较。仿真结果说明“双重”线加热能有效提高船体外板的成形效率,非常适合加工大变形的船体外板。     

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。     

曲面分段加工的虚拟流水线生产模式及关键技术探讨

本文在简要评述中国船舶生产发展过程的基础上,提出了曲面分段加工的虚拟流水线作业模式.针对曲面分段加工虚拟流水线作业的特点,研究了曲面分段加工虚拟流水线生产模式的关键技术:作业负荷均衡技术和生产控制技术;虚拟流水线的自适应控制机制技术.利用虚拟流水线生产模式可以有效地提高船舶生产效率,降低生产成本,提高整体竞争实力.     

曲面分段车间作业排程仿真优化

曲面分段建造是船舶建造过程的重要环节之一。由于曲面分段结构差异较大、工艺流程复杂、多采用固定胎位建造等特点,对于平衡分段建造、提升造船效率具有重要影响。针对曲面分段建造特点,船厂会结合船坞搭载节点制定胎位执行计划表。本文根据某船厂曲面车间胎位执行计划表,制定初始静态胎位作业计划,采用虚拟仿真技术,建立三条固定胎位虚拟流水线,结合启发式算法进行胎位计划排程,减少最大完工时间,得到较合理的胎位作业计划表,验证了启发式优化算法排程的可行性和有效性 。     

激光焊接技术在舰船建造中的应用

介绍了激光焊接技术的发展历史、工业焊接用激光源的基本特点、激光焊接技术用于造船业的优势及其存在的困难,重点介绍了激光焊接技术在舰船建造中的应用实例,包括激光焊接大型船板、激光焊接型材、焊接瓦棱夹层板、激光焊接修复等,指出了在舰船建造中开展激光焊接技术研究的必要性。     

GAUSS曲率数值计算及其在船体外板展开中的应用

本文对按照离散型值描述的船体外形,提出了一种Gauss曲率的数值算法,以判别船体曲面的可展性,以解决外板的分段展开问题。 Gauss曲率的数值计算是:把船体曲面按照水线和分段线划分成若干小块曲面,判别每一个小块曲面的可展性可推广到较大曲面的可展性。在小块曲面内,首先计算某一定点处的各个方向上的法曲率,然后求出该点的Gauss曲率数值,并由这一数值大小来判定小块曲面可展的几何特性。 本方法避免了复杂的曲面方程,只采用一些简单的表达式计算,对船舶设计和建造收到了一定的效益。     

FPSO Hull项目进度测量系统的建立

对国内造船企业的项目进度测量现状进行了分析,并根据FPSO Hull建造的管理要求和船舶企业的管理特点,详细论述船舶企业建立FPSO Hull建造的进度测量系统原则、思路和方法.提出的思路与方法不仅适用于船舶企业的FPSO Hull的建造的进度测量,亦适用于一般船舶的建造进度测量.     

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     

船体外板水火成型智能机器人控制器的研究

针对船体外板水火成型在造船生产中表现出技术性强，难度大，工作环境恶劣，且具有很强特色的一种经验性钢板曲面成型的特点，本文基于船体外板水火成型工艺参数预报系统，设计了该类型特种智能机器人控制器，首先介绍了船体外板水火成型机器人的工作原理及其加工工艺流程，接着描述了该机器人的总体结构及其技术要求，最后就所设计的智能机器人控制器，详细地阐述了其硬，软件系统设计过程，调试结果证明，所设计的智能机器人控制器具有良好的性能，大大提高了船体外板建造质量和速度。     

基于EFSHD船体三维建模中板架制作技术的研究

船体三维设计软件的使用,使设计人员可利用计算机实现模拟造船,直接发现设计中存在的错误和问题,以便提高设计精度,减少差错。该文以沪东中华造船有限公司开发的EFSHD软件为平台,以8000t江海直达货轮为例进行船体三维建模设计。介绍了船体某分段的平面板架和曲面板架的建模方法,重点分析了船体曲面板架创建功能的多样性、快速性,提出了船体板架三维建模中应注意的几个问题;建模中掌握的一些操作技巧及注意事项可使整个建模过程流畅自如,并可供造船厂在生产中参考应用。     

面向造船企业的信息化一体化方案研究

针对我国船舶行业的现状与发展趋势,本文指出欲实现"世界第一造船大国"这一宏伟目标,必须进行技术与管理的创新,必须应用信息技术和实施造船模式的转变.结合我国造船企业及其信息化的特点,对造船企业信息化一体化方案进行了深入研究,并在此基础上提出了一体化方案所应涉及的下述内容:建立符合新的造船模式的经济运行体系、与CAD集成构成一体化造船设计平台、应用现代造船工程技术建立动态生产计划管理系统;以成本和交货期为中心的管理思想;建立面向生产和物资成本控制的物流管理系统;实现异构数据库间的集成和数据共享;建立船舶制造业的数据标准等制造资源数据库.