Ship hull plate processing surface fairing with constraints based on B-spline

The problem of ship hull plate processing surface fairing with constraints based on B-spline is solved in this paper. The algorithm for B-spline curve fairing with constraints is one of the most common methods in plane curve fairing. The algorithm can be applied to global and local curve fairing. It can constrain the perturbation range of the control points and the shape variation of the curve, and get a better fairing result in plane curves. In this paper, a new fairing algorithm with constraints for curves and surfaces in space is presented. Then this method is applied to the experiments of ship hull plate processing surface. Finally numerical results are obtained to show the efficiency of this method.

基于深度相机的大尺寸船体曲板测量技术研究

文中设计了一种基于深度相机的船体曲板测量系统.该系统将深度相机与伺服驱动结合,使用计算机控制采集过程,获取指定位置的多组小范围点云.采用一种超体素聚类改进的区域生长分割方法从原始点云数据中提取曲板表面点云,通过相机安装的相对位置和伺服系统的返回参数值拼接完整的船体曲板三维点云.使用该系统在3 000 mm×3 000 mm范围测量船体曲板,所得非边缘点云平均误差为0.61 mm,符合预期精度要求.

船体曲面拼板大间隙埋弧焊无轨式埋弧焊小车设计

针对传统轨道式埋弧焊小车在船体曲面拼板大间隙埋弧焊作业中存在的问题,提出船体曲面拼板大间隙埋弧焊智能设备开发需求,从整体结构、软件系统和作业流程等方面设计无轨式埋弧焊小车。所设计的无轨式埋弧焊小车可满足船体曲面拼板大间隙埋弧焊要求,功能完善、智能化程度高。

船体曲面钢板加工技术研究和展望

简要叙述了国内外船体钢板水火加工技术研究的进展情况 ,介绍了研究工作的初步成果 .指出应进一步研究水火弯的热弹塑性机理 ,同时注重对现场加工数据的实测及分析 ;把二者结合起来 。

船体曲率板感应加热成形工艺研究

[目的]在船舶建造过程中,板材的弯曲成形工艺不仅影响建造成本及周期,而且其成形精度也会影响船舶的水动力性能及其运营成本。[方法]针对船体板材双曲率成形效率低且精度差等问题,首先以感应加热作为热源,实现热弯成形,得到典型的帆形曲率板;然后通过高效的热−弹−塑性有限元(TEP FE)计算及基于弯曲力矩的弹性有限元计算,再现板材双曲率热弯成形的力学响应;同时,研究感应加热过程工艺参数影响板材弯曲成形的力学机理,提出线性逼近迭代二分法,实现板材热弯成形中加热位置和热源移动速度等工艺规划,并进行板材热弯成形过程及参数的有限元计算验证。[结果]结果显示,采用基于规划的工艺参数计算分析所得面外弯曲变形与目标曲率板的弯曲形状相当吻合。[结论]研究结果验证了线性逼近迭代二分法在实际工程应用中的可行性和准确性,并为曲率板成形工艺的优化提供了新的解决方案。

碱性无氰镀金工艺的研究

对以亚硫酸钠为络合剂的无氰镀金工艺进行了研究，由于采用了一种ＴＪ（糖精类）络合剂，使得镀金溶液的配制方法得到简化。该文还研究了ＴＪ络合剂对镀金溶液的性能及金镀层性能的影响。

船体外板曲面拟合研究

在船体外板的曲面拟合中,基于NURBS样条曲面的优点,采用NURBS三次样条插值函数方法,针对测量给定的离散数据,建立了相应的数学表达式;并利用在AutoCAD中的VBA编程技术,以某实船的一外板为例进行了曲线、曲面的拟合,得到了比较满意的结果。

船体曲形板加工用活络样箱的设计

文章对活络样箱结构进行了设计,并对几种活络样箱进行了分析比较和优化,能够对船舶复杂曲度板加工、检验工装的改进起到促进作用。

船体板自重成型数学模型的研究

为提高大型船舶外板成型加工生产效率,建立自重成型预报系统,文中分析确定船体外板自重成型各种影响参数,以实船板自重数值实验数据为样本,应用曲线估计和多元线性回归方法,分析各几何参数与成型间的函数关系,建立船体外板自重成型的数学模型.与其他建模方法进行比较可以看出,文中所建回归模型误差明显降低,满足工程精度需要,具有实际应用价值.实测分析表明,数学模型预报结果与实验结果符合较好.目前,该成果已应用于船厂生产实践.

基于曲面测量点数据的船体曲面板成形检测

船体双曲度外板制造完成后,造船工人使用样板或者样箱检测钢板的成形形状。然而,这种人工的检测模式不满足自动化成形和检测的需要。文章采用激光全站仪测量待测钢板的曲面特征点数据,根据该数据和设计曲面数据对曲面进行粗定位,采用迭代最近点(ICP)算法对曲面进行精细定位,在此基础上,提出曲面成形度评估的曲面欧式距离差值图和高斯曲率差值比量化评价方法。通过曲面测量案例验证该方法的有效性,计算结果表明该评估方法有效,能满足船体双曲度外板成形检测的要求。

大尺寸船体曲板摄影测量方法研究

针对传统的大尺寸船体曲板接触式样箱测量方法难以实现自动化、测量精度低,且不能量化测量误差的问题,提出了一种非接触式基于计算机视觉的船体曲板摄影测量方法.利用摄像机标定算法实现对摄像机内参数和外参数的标定.为得到船体曲板表面的更多特征信息,提出了在船体曲板表面投射结构光的摄影测量方法;并基于AKAZE特征提取算法,将KNN机器学习算法与RANSAC算法相结合进行特征匹配与优化,利用基于特征的准稠密扩散算法实现船体曲板的高精度三维重建.搭建基于计算机视觉的双目摄影测量系统,进行摄像机标定实验和船体曲板测量实验,并进行精度分析.试验结果表明,相比于传统的船体曲板测量方法,在测量场景不小于3000 mm×3000 mm,船体曲板尺寸为1500 mm×2000 mm范围内,测量误差小于1 mm,满足船舶制造的精度要求,实现了大尺寸船体曲板相对高精度测量.

船体外板曲线曲面拟合研究

在船体外板的制造业中,由于各种船体的外表面大都是由复杂的不可展空间曲面构成,把钢板加工成符合船体制造的外板曲面非常复杂。在此基于NURBS样条曲面的特点,采用NURBS三次样条插值函数方法,经过对曲线曲面拟合方法建立相应的船体外板型值表,以某船厂船体外板为例,通过Auto CAD软件,进行了曲线、曲面的拟合,得到了符合船板制造的拟合外板曲面。

基于机器视觉的船体双曲度板测量方法

为测量加工后的双曲度船体外板,搭建由双目视觉传感器及三维数控平台组成的线结构光扫描测量系统,研究摄像机标定、结构光提取细化、双目立体匹配等算法,通过三维数控平台控制双目视觉传感器扫描运动实现扫描测量。同时完成对板材边缘的测量,为实现以板材边缘为基准的曲面匹配算法创造条件。试验证明,该视觉测量系统x、y方向精度为0.04 mm,z向测量误差小于0.5 mm,均满足工程应用要求。

回火工艺对E690超高强度船板强韧性的影响

对湘钢采用TMCP工艺及TMCP+550℃回火工艺开发的超高强度船板E690进行金相分析、拉伸试验和冲击试验。结果表明:采用该工艺生产的E690钢板屈服强度达到700 MPa、-40℃冲击功达到200 J以上,具有良好的强韧性匹配。回火后强度略有上升,冲击裂纹扩展功占总功的比例降低,断口由韧性断裂转变为韧脆混合断裂模式。

基于深度学习的船体曲板多视角三维重建方法

船体曲面外板加工成形是船舶建造精度控制的重要环节,传统曲面外板加工精度检测主要依靠样板和样箱,实现曲板成形自动化检测的关键是快速、精准地重建曲板三维曲面。提出一种基于深度学习的曲板摄影测量方法,该方法通过PatchmatchNet推断深度图得到曲板稠密点云,对稠密点云拟合二次曲面,基于拟合曲面去除曲板表面法线方向上的噪点,并基于主成分分析法(PCA)和最近点迭代法(ICP)对稠密点云和设计曲面进行自动配准,通过实例分析三维重建方法、图像数量、图像拍摄范围等对重建点云精度的影响。结果表明:曲板多视角三维重建精度小于2 mm,满足船体外板加工精度要求,可为实现船体曲板精度自动化测量提供了参考与借鉴。

船体曲型分段外板板架吊装工艺优化

针对曲型分段建造时外板板架的吊装、装配过程在传统吊装工艺存在局限性,以某散货船的曲型外板板架为例,探讨起吊设备对其脱胎、翻身、大组整个吊装过程中影响作业效率的因素。在传统吊装工艺的基础上,结合现场实际情况,优化并设计新的吊装方案,使船体曲型外板板架的吊装作业更加便捷、高效。

基于NURBS的船体曲面切割和排板技术的探讨

船体曲线和曲面的分割与曲面排板是船舶计算机辅助设计与制造中的一项关键技术。本文使用一种新的算法实现了船体NURBS曲面的切割以及外板曲面的生成,并对某集装箱船的船体曲面和船体某外板曲面进行了计算,验证了该算法的正确性和可行性。

新型双层壳体油船装配分段的气电焊

本文介绍美国船厂使用一种独特的气电焊工艺和焊接装置，用于双层壳体油船的新型曲面船体结构装配分段的焊接，从而降低建造成本和工时的情况。

多点渐进成形工艺数值模拟及实验对比

针对成形大尺寸船板需要大设备的问题,以多点渐进成形方法为研究对象,该方法既有单点渐进成形的由局部变形累计成总体变形的特点,又有多点成形模具自由重构的特点。采用数值模拟法仿真了4种不同的成形工艺产生的成形效果,同时展开了相同工况的实验研究,将实验结果在三维扫描仪下进行测量,然后对比验证了数值模拟的仿真结果。研究结果表明:对于双曲率船板而言,两侧多点同步驱动的成形方案比一侧先调整好位置、另外一侧再依次驱动的方案要优越,成形路径对成形效果的影响不太明显,压头的驱动方式对成形力的历史变化影响显著。