DNV船体监控系统的分析及运用

为提高船舶航行的安全性,对DNV规范中船体监控系统的船籍符号HOMN及其附加符号进行解读,结合40万t矿砂船建造任务,建立船体监控系统的实船应对方案,介绍主要的船体应力系统和海浪监控系统功能。     

三维船体库系统研究

建立三维船体库系统是解决船体快速建模的最好途径.在对系统功能进行总体分析的基础上,采用SQL Server 2000建立了系统数据库,以Visual Basic 6.0为开发工具,设计了系统管理模块;以船舶设计软件MAXSURF为支撑平台进行二次开发,设计了船体母型变换模块.研究结果表明,利用三维船体库系统可以快速地生成船体模型,加速设计进程.     

利用视觉技术在线检测船体变形缺陷方法

传统船体变形缺陷检测方法存在微变形缺陷识别误判问题,导致船体轻微变形区域无法在线瞬态识别,影响在线检测效果。为此,提出利用视觉技术在线检测船体变形缺陷方法。通过引入视觉技术,对船体结构进行扫描,建立船体结构变形模型;根据模型输出参量,利用粒子群算法对参量进行结构识别。最后,通过对结构体挠度计算确认变形位置,完成对船体变形缺陷的在线检测。通过与传统变形检测方法的对比,证明提出方法的高效性与准确性。     

基于智能视觉的船体焊接坏点识别方法

传统的船体焊接坏点识别方法会受周围因素的影响,无法得出准确的识别结果,为了解决这个问题,提出基于智能视觉的船体焊接坏点识别方法。利用智能视觉技术采集船体焊接图像,并对图像进行二值化处理,得到经过去燥处理的船体焊接图像,在完成上述步骤后,利用智能视觉船体焊接坏点识别模型对船体焊接坏点结构进行故障识别,为确保识别结果的准确性,应用映射计算法对其进行进一步处理。由此,完成基于智能视觉的船体焊接坏点识别方法的设计。在实验中,随机选取800张船体焊接坏点结构图像,分别对这2种方法进行实验分析,实验结果表明,所提方法的准确性更高,更适合推广使用。     

船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统设计

针对船体小组立结构件，基于三维点云数据，利用点云和图像处理算法，完成船体小组立结构件的三维扫描、焊缝识别和焊缝拓扑结构分析。基于片体智能化焊接流水线，构建船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统。该系统具备对一般筋板类型结构件与交叉类型结构件的焊前扫描、焊缝识别、机器人焊接路径规划和机器人焊接作业生成等功能，经实际验证，可为片体智能焊接流水线实现船体小组立结构件智能化焊接提供准确的视觉信息与作业信息。     

摄影测量技术在基于图像的船体变形测量技术的应用

船舶船体结构的稳定性是影响船舶航行的关键因素,受多种因素的影响,船体易出现变形问题,增大导航系统中参数的误差。为及时发现船体变形问题,要采用摄影测量技术对船体变形进行连续检测,快速识别坐标误差和修正,以保证船体结构的稳定性,有效控制船体变形。本文分析摄影测量技术的优势,提出了摄影测量技术在基于图像的船体变形测量技术中的具体应用,并进行船体变形测量的应用仿真分析,测量结果表明符合实际测量的要求。     

基于智能视觉的船体焊接坏点识别

船体焊接坏点识别对保证舰船制造工艺精度具有重要的价值,也是提高舰船建造质量的关键技术。针对当前船体焊接坏点识别精度低的问题,设计基于智能视觉的船体焊接坏点识别方法。首先对船体焊接坏点识别的视觉图像进行采集,并对图像进行增强处理,提高图像的清晰度,然后提取船体焊接坏点的图像特征,采用人工智能技术对船体焊接坏点进行分类和识别。实验结果表明,本文方法可以提高船体焊接坏点识别精度,应用于实际舰船制造工艺中,能够保障舰船建造质量。     

基于NExT/ERA方法环境激励下的船体结构模型总体模态参数识别

运行模态识别是一种仅仅根据环境激励下的结构振动响应来提取结构模态参数的方法,此方法一般基于环境激励为白噪声的假设。文章讨论了NExT/ERA方法在船体结构总体模态识别中的可行性,并采用了自然激励技术与特征系统实现算法相结合的方法,识别了船体模型的总体模态参数。文中还讨论了NExT/ERA方法的基本理论及计算流程,并引入了奇异值分解图和稳定图相结合的方法更好地确定系统的阶次;最后,用NExT/ERA算法有效地识别了简支梁模型和船体模型的模态参数。     

船体结构技术状态的超声波实时监测系统研究

为了更加经济和快速地评估船舶结构技术状态,文章研究了一种超声波实时监测系统。该系统将超声波测厚仪原理和船体结构强度校核方法相结合,利用超声回波信号确定船体结构的技术状态,采用RS-232串口进行数据传输,通过信息管理模块、数据处理模块、技术状态评估模块共同完成超声波实时监测的自动化管理。     

基于知识工程的船体结构快速设计

在确保安全的前提下,快速设计出优秀船体结构并实现快速修改是船舶设计师梦寐以求的目标。针对这一目标,提出了基于知识工程的船体结构快速设计方法,引入船体结构知识本体的概念,将知识工程原理和参数化技术相结合,对船体结构设计知识库的建立进行了研究,实现了船体结构三维快速设计。设计中设计船的结构构件位置通过位置参数确定,构件尺寸通过母型知识库并运用函数插值再结合规范要求获得。实例表明,该方法将设计知识嵌入到船体结构知识本体中,既有助于设计知识的保留和再利用,又能实现对设计结果的自动检查,进而快速获得合理的船体结构。     

基于知识的船体结构快速设计及优化

在确保安全的前提下,快速设计出优秀船体结构并实现快速修改是船舶设计师梦寐以求的目标。文章针对这一目标,提出了基于知识的船体结构快速设计方法,引入船体结构知识本体的概念,将知识工程原理和参数化技术相结合,对船体结构设计知识库的建立进行了研究,实现了船体结构三维快速优化设计。设计中设计船的结构构件位置通过位置参数确定,构件尺寸通过母型知识库并运用NURBS函数插值再结合规范要求获得,对主要结构采用量子行为遗传算法进行优化。实例表明,该方法将设计知识嵌入到船体结构知识本体中,既有助于设计知识的保留和再利用,又能实现对设计结果的自动检查,进而快速获得合理的船体结构。     

多用途船船体应力监测系统布置

根据某型多用途船大开口箱型货舱结构特点,有针对性地布置安装船体应力监测系统,通过该系统的多通道传感器获取船舶营运阶段实时数据,采用数字孪生技术将实船采集的应力监测数据和船舶有限元模型映射与互联,实现营运船舶的船体结构疲劳寿命、不同装载工况下结构强度分析和预测、不同海况下结构应力分布的实时监控和结构安全评估,取得中国船级社智能船体的船级符号。     

基于视觉识别的船体板材零件理料原型系统开发

现阶段船体板材零件理料过程中完全依靠人工进行零件特征和编码识别,不利于开展理料装备自动化和智能化作业.针对该现状,提出基于视觉识别的船体板材零件理料原型系统.通过工业相机拍摄零件图像,对零件特征进行识别,获取零件类型和位置信息;对零件编码进行识别,获取零件流向信息.然后将类型、位置和流向信息传输至理料控制软件处理,机器人根据指令完成理料过程.结果表明,提出的理料原型系统及工作流程能够替代人工完成船体零件理料过程,为后续实现理料作业的自动化和智能化运行及装备集成应用奠定了基础.     

基于AutoLISP语言的船体型线自动识别方法

主要介绍自由识别和指定位置识别2种自动识别船体型线的方法。运用AutoLISP语言直接读取绘制二维型线时所有控制节点的二维坐标,获取二维型线上指定位置插值点的二维坐标,并利用型线与指定位置在船体上的实际位置的关系将这些节点坐标转化为三维型值。通过算例验证采用该方法求取船体型线三维型值的高效性和准确性,以及导入Solidworks软件进行三维建模生成船体曲面的可行性,为船舶设计由二维向三维转化提供参考。     

欧洲联手研制船体监测系统

为了准确地监视和评估船体在整个寿命期间的结构状况,欧洲从94年4月开始执行为期两年的先进系统研制计划。 船体综合预测系统将用来识别船舶结构特性中的异常现象,联机计算这些异常现象的影响并在,必须采取挽救措施时进行显示。     

基于应力和振动频率的典型船体结构裂纹损伤识别方法

为研究典型船体结构的裂纹识别方法,通过模型试验和数值仿真相结合的方法获取了大量可靠的训练样本和验证测试样本。基于BP神经网络技术建立了裂纹损伤识别模型,分别以静态应力参数、动态振动参数、应力与振动参数结合三类信息作为特征参数,对裂纹位置坐标进行了识别,对识别精度进行了对比分析。结果表明利用神经网络模型进行加筋板裂纹损伤识别是可行的,其中以应力与振动参数结合作为裂纹识别的特征信息识别精度最高,绝大多数裂纹位置识别误差在5%之内。研究方法和研究成果可为船体结构裂纹损伤智能化识别提供参考。     

基于应力和振动频率的典型船体结构裂纹损伤识别方法研究

为研究典型船体结构的裂纹识别方法,通过模型试验和数值仿真相结合的方法获取了大量可靠的训练样本和验证测试样本。基于BP神经网络技术建立了裂纹损伤识别模型,分别以静态应力参数、动态振动参数、应力与振动参数结合三类信息作为特征参数,对裂纹位置坐标进行了识别,对识别精度进行了对比分析。结果表明利用神经网络模型进行加筋板裂纹损伤识别是可行的,其中以应力与振动参数结合作为裂纹识别的特征信息识别精度最高,绝大多数裂纹位置识别误差在5%之内。研究方法和研究成果可为船体结构裂纹损伤智能化识别提供参考。     

推进轴系——船体结构低频弯曲振动耦合特性

为分析水面舰船推进轴系与船体结构的低频弯曲耦合振动问题,利用有限元法建立了推进轴系—船体结构耦合系统的数学模型,计算系统的垂向及水平向弯曲振动固有特性,并与利用简化模型得到的计算结果进行了对比分析。结果表明:在推进轴系第1阶弯曲振动固有频率以下频段,推进轴系—船体结构系统主要体现为船体梁振动,推进轴系跟随船体梁运动;在推进轴系的每阶振动固有频率附近,由于存在一个固有频率非常接近的船体梁振动模态,故在该频段桨—轴系统与船体梁有较强的耦合作用;在船体梁的质量及截面面积惯性矩远大于轴系对应参数的情况下,仅分析推进轴系自身的低频固有振动特性时,将船体结构简化为刚性安装基础所带来的误差很小,但是推进轴系简化模型不能反映推进轴系—船体结构的耦合振动模态及多轴系时的反相位振动模态。     

“世越号”船体损伤结构强度分析

沉船事故或者海难的发生,需要救捞系统快速制订出一套有效的沉船救助或者打捞方案。对于某些大型沉船的打捞,采用整体起吊的方式打捞,由于自身重量较大,起吊时,钢缆会损伤船体,受损后的船体结构强度比较弱,需要快速有效的评估船体结构强度方法,有限元(FEA)法是分析结构强度的常用方法。本文将有限元法与含损伤船体结构强度评估相结合,为沉船打捞提供一种理论支持。     

船用推力轴承整体减振系统振动传递特性研究

[目的]采用推力轴承整体减振技术可改变推进轴系的纵振传递路径,衰减螺旋桨传递至船体的振动能量,从而实现降噪的目的。[方法]为掌握螺旋桨不同方向激励力的传递规律,建立桨—轴—船体的数值分析模型,分析螺旋桨纵向和横向单位激励力作用下系统的振动传递特性,对比推力轴承整体减振与传统刚性支撑两种安装方式下船体的振动响应,并识别出对应的优势模态,然后利用间接识别法计算螺旋桨的纵向力谱,并以此作为输入评估系统的减振性能,最后对推力轴承整体减振系统的激励响应特性进行实验研究。[结果]结果表明,与传统刚性支撑方案相比,推力轴承整体减振技术对于螺旋桨横向激励衰减效果不明显,但对于螺旋桨纵向激励具有10 dB以上减振效果。[结论]应用整体减振技术可使船用推力轴承纵向振动具有良好的衰减效果,所得结论可为船用推力轴承减振装置设计提供一种新的思路。