船体外板几何造型技术研究

利用计算机对船体外板几何造型进行研究，采用三维线框图表示模式，控制、分析计算和输出船体外板的三维形体；重点在于应用此方法进行船体外板样板、样箱的计算及结构显示，以图寻找外板放样完全自动化方法。其理论对外板自动加工成型，外板加工机器人检测、模拟、船型质量的激光检测有一定的参考价值。     

按最佳展开宽度进行船体外板计算机辅助设计

本文给出了按最佳展开宽度进行船体外板纵向接缝自动排列和外板展开计算方法及程序。外板展开的特点是板宽均为最佳展开宽度,其计算结果提供纵向接缝与肋骨线的交点坐标、外板展开后的有用数据及下料草图。 本文提出的计算方法,是依据光顺的肋骨型值、分段划分、基本结构、钢板规格和KA缝坐标(可由另外程序提供),选取最佳的展开宽度进行纵向接缝排列计算,求得纵向接缝和肋骨线的交点坐标。在此基础上对全部所排外板进行展开计算。为适应造船生产的要求,对原计算方法和程序(见[1,2])均作了较大的改进。关于按最佳展开宽度进行船体外板计算机…     

按给定展开宽度进行船体外板展开计算

本文提出了按给定展开宽度进行船体外板展开计算的方法。其计算结果提供按 给定宽度展平外板的简易图形及其有用的数据．     

船体表面矩形块敷设参考线生成算法

以船体表面矩形块敷设为背景,针对在船体外板展开图上进行矩形块布置设计的不足,提出了基于计算机三维模型的按参考线敷设法用于矩形块的敷设设计.选取具有双向曲率且曲率较大的船体中尾部分段曲面作为研究对象,计算其一组离散点的主曲率,绘出主曲率的等值线分布图.分析了沿不同参考线敷设矩形块的变形,提出了沿主曲率小值方向延伸的矩形块敷设参考线的生成算法.以纵向参考线为基准,进行了矩形块的布置设计,敷设结果满足矩形块变形量最小、外观整齐和间隙线平直连续的要求.     

最优船体货舱区分段环焊缝位置的确定

分析了船体分段划分的原则,提出为解决本课题而改进的遗传算法,设计出确定货舱区分段位置的计算模型,并建立了模糊目标函数,应用非均匀B样条曲线拟合船体型线,为此迅速得到货舱区分段船体外板的近似实长,以散货船为例进行试算,与船厂实际分段环焊缝位置进行了比较,结果表明,钢板浪费减小,在货舱区域中钢板利用率提高。     

水火弯板几个成形参数的实验分析

提出船体外板水火加工影响成形因素的测试方法。通过对船厂实船板加工数据的测量，定性分析温度应力、加热线顺序、加工板曲率、边界条件及二次边热对成型效果的影响规律，并给出其变化曲线和数据对比。探讨了影响变形的本质。为理论分析奠定实验基础。     

曲面成形收缩量的近似计算

简述船体外板曲面成形方法，级出环形帆型板和鞍型板成形必需的最小纵向收缩量和收缩面积的近似公式，并给出非对称帆型板收缩量的修正系数和任意纵向剖线的收缩量计算公式。取实船板两个算例，比较实测数据和近似计算结果，精度满足工程要求。     

变量化船舶型线表达与设计方法

基于变量化设计理论,提出船体型线的变量化设计模型,用于船舶型线的表达与设计.描述了使用该模型进行船体型线设计的计算机辅助设计(CAD)方法,其主要包括船体型线数据的管理、数学模型的定义,以及三维空间模型的建立和修改.用数学模型定义了型线设计各元素的位置信息和元素之间的拓扑关系,按照数学模型构建和修改三维空间模型,完成船体型线的设计.在船体型线的设计过程中,基于变量化设计模型对设计进行修改,能够实现型线设计方案的快速重构,避免重复设计,有效地提高了型线设计的质量和效率.通过使用船舶型线的变量化设计方法进行型线设计的实例,证明了该方法的实用性和先进性.     

复杂船体外板曲面拟合研究

采用双三次样条插值函数方法,对给定离散数据的复杂船体外板曲面进行了拟合研究,将VC的可视化界面与MATLAB强大的数值计算和图形显示能力相结合,建立了复杂船体外板曲面拟合成型的计算机软件．在不同边界约束条件下,拟合曲面与原始曲面的准确度超过99％,验证了曲面拟合软件的可靠性．计算实例证明了方法的有效性．     

船体复杂外板成型评价方法

船体复杂外板的成型评价是曲面外板成型加工的必要环节,能为外板的二次加工提供依据.结合水火弯板加工工艺,提出了一种成型评价方法.该方法先通过三维空间变换,实现目标曲面与检测曲面的匹配.然后,利用多项式拟合与参数分解方法,实现检测曲面偏差量的分解.最后,给出了成型率的计算方法,实现对检测曲面成型度的评价.实验结果表明,本方法能对复杂外板加工过程中的横向、纵向以及扭向成型情况进行客观的评价,而且本方法的评价指标与加工工艺紧密结合,可作为曲面外板加工参数的推理依据.     

大型船舶外板自重成型预报研究

应用有限元法及李兹法,分别对船体外析以展平板及具有横向曲度的板在自重作用下引起的变形进行计算,最后给出船体外板自重成型的条件及水火弯板的预报,实测分析表明,计算结果与实验结果符合较好。     

UG软件与船舶CAD／CAM专用平台

论述了ＵＧ软件系统的功能和特点，分析了在ＵＧ上开发专用平台的可行性，提出了船体实体造型、三维结构设计和动荷载应力及强度分析、数值水池的图像处理及水动力性能模拟，船体外板热弹塑性模拟和虚拟船体建造过程的二次开发技术途径，并给出了二次开发的例子。     

船舶型线设计方法研究

本文构造出一种有理三次β样条函数，并描述其特征；提出了应用有理三次β样条曲线来设计船体型线的方法；同时，利用这一原理，编制出船舶型线设计软件系统（Ｆｏｒｍ－Ｓ）。     

我校一项科研成果荣获国家科技进步二等奖

从北京召开的 2 0 0 0年度国家科学技术奖励大会上获悉 ,我校与大连造船新厂合作完成的“船体外板水火加工成形技术研究”荣获国家科技进步二等奖 .我校与大连造船新厂合作承担的项目是船舶工业国防科工委计划课题 .这一课题是由我校博士生导师纪卓尚教授主持的大连理工大学与大连造船新厂组织的联合课题组应用数学力学理论方法和现代计算机技术 ,通过大型复杂船体曲面外板水火加工成形工艺的力学机理研究 ,又经过大量实验和实测 ,建立了船体钢板水火加工成形数据库系统 ,提出了水火弯加工中钢板局部收缩量与工艺参数关系的数学模型和工艺参…     

电磁力辅助铝板线加热成形的关键技术研究

针对船体复杂曲面铝合金外板的成形加工,提出电磁力辅助铝板线加热成形的新工艺.介绍了电磁力辅助铝板线加热成形的工艺装置及实验过程,并利用实验数据证明了电磁力的辅助成形效果;针对5083铝合金板的电磁力辅助线加热成形过程,采用ANSYS软件进行了三维数值仿真,研究了电磁力辅助作用时间长短和脉冲电流幅值对电磁力辅助成形效果的影响;在此基础上,从脉冲电磁力的周期性和电磁力产生的载荷循环加载与卸载的角度入手,探究了电磁力辅助线加热成形过程中铝板的成形机理.     

水火弯板成形因素对角变形的影响

对于采用完全水火弯板方法成形双曲度船体板的情况,探索水火弯板成形因素和角变形之间的关系是必要的.利用数值模拟方法研究了热输入量、加热线距离板边的位置和钢板尺寸对于角变形的影响.为了描述钢板的热输入,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功率模型,它可以更好地反映这些热输入影响参数所引起的综合作用.     

甲板板格屈曲破坏下船体梁的可靠性计算

用结构可靠性理论来分析船体结构破坏是造船理论的又一发展,有着重要的意义。本文论述了由于甲板板格屈曲破坏而导致船体梁最终溃折的破坏方式,对用扶强材加强的板格在平面内压力作用下的三种失效模式以及相应的船体梁极限弯矩作了均值和变异的分析。本文还对构件尺寸、材料特性以及焊接残余应力等因素对板格和船体梁的影响,作了敏感性分析。本文分别以屈服和屈曲作为失效模式计算了两艘实船的失效概率。研究结果表明,在船体梁破坏中板格屈曲比屈服更易发生,这对我们令后进行船体结构系统分析有一定的参考价值。     

营运船舶船体安全的模糊评价方法

提出了影响船体安全的主要缺陷是船体蚀耗、凹陷和裂纹；总结分析船体主要缺陷的出现规律、分布特点及其对船体强度的影响；根据我国《营运船舶检验规程》，应用模糊综合评判的方法，对船体的安全性进行了定量的分析评价。     

基于遗传算法的水火弯板工艺参数预报方法研究

以钢板加工时间和铜板收缩率曲线拟合优度作为两个目标函数．建立水火弯板工艺参数优化问题数学模型,并应用权重系数变化法．将问题转化为单目标优化问题．基于分层遗传算法（HGA）,应用三次样条插值、误差分析等方法,将目标函数转化为群体中个体的适应度函数．由加热线条数、相邻加热线之闻距离（加热线间距）和加热线收缩量作为3个约束条件,构造分层遗传算法编码,并且内外层编码在遗传运算时分别采用不同的遗传算子,最终得到钢板水火弯板加工工艺参数预报结果．经算例验证,该方法可以对船体外板作出良好的水火弯板工艺参数预报．     

船体结构疲劳评估直接计算的简化方法

基于疲劳谱分析方法,分析了波浪谱曲线及船体结构应力响应函数曲线的特征,提出了船体结构计算频率的筛选方法;根据经过筛选后的计算频率,提出了船体结构应力响应函数曲线形状的快速识别和确定方法;同时结合船体结构浪向疲劳累积损伤度的计算方法,提出了船体结构疲劳评估直接计算的简化方法.结果表明:该简化方法可以在很大程度上对船体结构的优化计算过程进行简化,且能达到很好的误差控制;采用该简化方法与采用全频率谱分析方法得到的计算结果间的误差可控制在最大不超过2.6％.