双燃料船氮气吹扫控制系统的设计与研究

当双燃料船的大功率主机或发电机用户的燃烧模式由燃气模式转变为燃油模式时,应及时将双壁管路中的燃气排到空气中,以避免出现安全隐患;而当主机或发电机用户的燃烧模式由燃油模式再次切换到燃气模式后,双壁管路中又会再次充满可燃气体。为了保证双燃料主机或发电机的燃气系统能够安全运行,利用高压氮气吹扫双壁管路残存的燃气问题成为一项急需解决的技术难题。文中介绍了一种国产双燃料船氮气吹扫控制系统及其逻辑流程,此系统的成功研制打破了国外企业对氮气吹扫系统的技术垄断。

大型测量船布置特点研究

测量船是海洋测绘的承载平台,为提高平台的综合利用性,一般都会兼顾有海洋科考、应急救援等任务,因此而装载多种类型的海洋水体、大气气象和地球物理等专业探测设备。本文介绍的是一种多任务目标、模块化设计的现代化大型测量船舶。本文从测量船的结构、任务设备配置、专业性舱室布局以及通用性船用设备与常规船舶的区别方面进行分析研究,梳理并总结出大型测量船的布置特点。

面向综合评估的船舶工装设计方法

针对船舶建造工装设计标准化程度低、设计不规范以及设计管理落后等问题,提出一种面向综合评估的工装设计方法。从工装库构建、智能设计、仿真评估与优化等角度开展工装数字化设计研究。基于工装模型库实现设计模型的有效管理和调用,并通过集成寻优算法实现工装最优布局,在此基础上基于有限元仿真和工艺仿真技术,结合具体指标,实现工装结构力学性能和工艺仿真评估,同时利用结构优化技术对设计结果进行优化,在满足使用需求的基础上降低了加工成本。基于达索三维体验平台开发数字化工装设计系统,固化设计流程,并通过分段吊马设计的实际应用,实现设计效率提升200%,同时重量减轻12.8%。

大型豪华邮轮舱室水雾喷淋系统设计探讨研究

大型豪华邮轮是一种载客超过36人的客船,应按照SOLAS第Ⅱ-2章第7条、第10条要求,在所有控制站、起居处所和服务处所(包括走廊和梯道)设置《消防安全系统规则》认可型式的自动喷水器、探火和失火报警系统。根据SOLAS中关于该船型安全返港的要求,舱室水雾喷淋系统作为船舶消防系统的备份,其设计、安装和布置必须能有效地抑制火灾的初期发展和持续蔓延。船舶发生火灾返港时,该系统在未受火灾影响时应能维持运转,即为船舶安全返港时提供消防安全保障。

基于电弧信息时频特征的多层多道焊缝熔宽预测研究

以多层多道的熔化极气体保护电弧焊接过程为研究对象,以识别熔宽为目标,设置了不同的工艺实验,获得了不同熔宽下对应的电弧信号。对不同工艺条件下的电信号进行了时频特征分析,并利用变分模态分解(VMD)方法提取其时频特征值,结合支持向量机(SVM)模式识别算法对熔宽进行多分类,构建了不同工艺参数与熔宽的预测模型。经验证,预测精度达到98.6111%。为焊接过程信息化和智能化发展奠定了较好的技术基础。

基于三维体验平台的圆弧样条插值研究

针对三维体验平台在输出零件套料时因多次曲线格式转换导致精度下降的问题,根据三维体验平台曲线定义的特点,提出一种通过多次迭代逼近的圆弧样条插值方法。基于三维体验平台的二次开发接口,编程实现曲线的自动插值。在三维体验平台上对插值结果进行重建对比,通过数值试验证明方法的有效性。

基于3DEXP的绝缘物量统计方法研究及应用

当前船舶内装绝缘物量统计缺乏快速有效的计算方法,传统的依靠设计员进行两维图纸测量计算的物量计算方法在生产设计绝缘物量统计阶段会耗费大量的人工成本,且统计周期较长,统计结果与实际物量存在较大的偏差,物量估算余量比例偏高。针对该问题,开展基于三维体验平台的绝缘全三维数字化设计,根据软件接口开放性的优势直接获取绝缘三维模型中的材料、厚度、类型和区域等属性,分析绝缘关联的船体结构,实现绝缘及其相关附件物量的快速统计、设计统计一致及单一数据源,弥补传统的物量统计模式脱离设计模型的不足。实船测试应用结果表明,采用该统计方法能缩短绝缘物量统计周期,大幅度提升绝缘物量统计的准确率。

船舶总段智能对接方法的研究探索

船舶巨型总段对接工艺复杂、现场对接时遇到的问题较多,没有一套合适的算法,仅靠人工进行对接耗时极长,对接的效果也差强人意。强制对接拘束应力等问题无法得到充分的解决。本文针对船舶大型总段的智能对接进行了研究与探索,阐述了总段对接的必要性,并从对接装置控制软硬件和对接调姿软件两方面对总段对接智能化进行了可行性分析。

船舶制造中焊接工艺的分析与改进研究

焊接约占船舶制造工作总量的35%,焊接成本在船舶制造总成本中所占比重为30%~50%。因此,对船舶制造来说,焊接工艺是最为关键的工艺,相关人员应对其高度重视。基于此,就船舶制造中焊接的工艺分析与改进进行了深入研究。

船用不锈钢管中频热弯试验研究

本文对中频弯管机的原理及不锈钢管道中频热弯工艺进行了简要描述,并利用中频热弯机进行了不锈钢弯管试验及成形质量检测,根据试验总结出了不锈钢中频热弯工艺控制和质量控制的关键点,以便改进设备及工艺。

论海藻制氧对改善船舶通风质量的研究

船舶舱室人群密度高,活动空间狭小,室内空气流动性差,舱室内空气污染严重。造成船舶舱室空气污染的污染物种类繁多,据上海某医学研究所采集的舱室空气样本分析,定性鉴别出376中组分。其中有很多对船员的身体有一定的刺激和麻痹作用,甚至影响人体神经系统和造血功能。本文通过海藻制氧的方法,把新鲜的植物氧气通过管路并入船用空调系统中,提高舱室空气的质量,保护船员的身体健康。

某测量船GONDOLA附体建造工艺技术研究

本文以某测量船实船应用为依托,对GONDOLA附体的建造工艺、技术关键点予以论述,对GONDOLA附体建造可行性进行研究。

激光投影在船舶装配过程中的应用

针对船舶装配过程中划线工序耗时较长且效率较低的问题,提出一种基于激光投影的船舶数字化装配技术。通过将三维数字化模型与激光投影设备相结合实现零部件精准定位,在此基础上,施工人员根据投影信息开展装配作业。以船体小组立装配过程为例,对该技术方案进行应用验证。研究及验证结果表明,该数字化装配定位技术满足船舶装配过程中的定位需求,可在船舶装配定位领域推广应用。

沉浸式船舶机舱仿真交互系统的设计与实现

[目的]为改善传统船舶机舱仿真交互系统仿真形式单一、沉浸感和真实感较差的问题,设计并实现一种分为半实物(HIL)仿真和三维虚拟现实(VR)系统两个部分的新型沉浸式船舶机舱仿真交互系统。[方法]采用实时仿真技术,VR系统与HIL仿真系统基于5G网络融合,同时对沉浸式立体投影系统和多站位VR系统进行集成与数据整合。[结果]实现了整个系统的实时交互与协同操作和HIL与VR系统的系统状态实时同步;给出了VR系统内部的同步特性,实现了三维图像的实时同步,同时增加了多站位VR系统协同交互操作的功能。[结论]设计的新型沉浸式船舶机舱仿真交互系统在船舶智能运维管理和人员操作培训等方面具有指导意义。

CM节点通用型测量装置研发

针对采用传统的专用卡板测量结构对位公差存在的通用性差,建模、出图和数据计算工作量大,校对和配套定制采购周期长,现场存放和查找困难等突出问题,提出CM(Construction Monitoring)节点结构对位公差通用型测量装置的概念,开展载体船型CM节点分析与归类、关键测量要素提取与控制和通用型测量装置研发等创新研究。研发出6套CM节点通用型测量装置,通过实用性评估优选出3套测量装置并完成实物制造。实际测量结果表明:这3套测量装置能达到现场试用的成熟度要求,满足对在建船型所有CM节点的结构对位公差的测量要求;将“专用型卡板”升级为“通用型装置”,能提升船舶制造行业CM节点结构对位公差整体测量水平,达到降本增效的目的。

基于空间系统的区域划分设计

为解决传统的以二维表述为主的船舶区域划分设计存在的详细设计与生产设计联动不顺畅的问题,开展了基于空间系统的区域划分设计研究。在三维设计平台3DEXPERIENCE的空间系统中进行区域划分设计,通过该软件中的3个模块实现三维仿真具现化,其中:Structure Design模块用于创建物理产品,以支撑区域空间划分设计;Part Design Essentials模块可直接绘制或间接创建多个实体,分别描述各类区域空间;Space Allocation模块用于将实体模型转换成目标区域空间模型。研究表明,采用该区域划分设计,由于区域与船体和舾装件共用同一个空间系统,能优化图纸质量,有效避免舾装件干涉,进而降低各系统设计员设计工作的误差率。

分布式流体脉动压力激励下泵喷推进器的结构辐射噪声分析

流体激励载荷的分布式特性对泵喷推进器的结构声辐射具有重要影响。采用计算流体动力学数值模拟结合自编径向基函数插值获得了推进器结构表面的分布式流体激励脉动压力,利用耦合有限元方法研究了泵喷推进器在其全部表面分布式激励、仅转子表面分布式激励、每个叶片0.7 R处等效三向激励和桨毂处等效三向激励作用下的结构辐射噪声。结果表明:径向基函数插值能够精确地将流体载荷映射到结构网格上;与泵喷全部表面分布式激励下的推进器表面均方振速和辐射声功率、传递至桨毂的传递力相比,转子表面分布式激励的贡献远大于导管和定子表面脉动压力的贡献;每个叶片0.7 R处等效三向激励作用下的响应在量级上有差别;转子桨毂处等效三向激励作用下的响应在特征和量级上均相差较大。

船舶复杂建造工艺人机工程仿真评价方法

船舶复杂建造工艺设计因缺乏人机工程角度的可行性验证手段,致使工艺设计更改和优化周期长,方案优劣依赖个人经验,在实际生产中时常出现工人操作可达性差、空间不足、盲装作业、疲劳作业和作业环境恶劣的现象。结合人机工程学在汽车和航空航天领域的应用,提出一种船舶复杂建造工艺人机工程仿真评价方法,制订相应的评价指标。以液化气船液罐吊装工艺为例,开展相应的人机工程仿真评价,提前暴露液罐吊装工艺潜在的问题,避免设计失误,降低研发制造成本,提高生产效率。

浮式作业装置的纵向强度试验

浮式作业装置是一种在漂浮或半潜状态下作业的非自航驳船式装置,纵向强度试验是检验其在设计弯矩下的总纵强度和船体结构变形情况的重要试验。以32000 t举力的浮式作业装置为例,结合纵向强度试验的流程,重点阐述试验过程中的精度控制要点和试验结果分析,从而获得更准确的试验结果,为今后该浮式作业装置服务作业的开展提供可靠的数据支撑。

VLCC油船波浪增阻预报方法的实用修正

近年来随着船舶环保和营运性能要求更高,波浪增阻预报正变得越来越重要。由于存在假设和简化,势流理论方法的短波增阻预报精度差,而经验方法在不同船型中的适用性不强。以有航速VLCC船迎浪航行为例,考虑吃水和航速影响,对理论和半经验方法的波浪增阻结果进行验证和比较分析,并总结出适用特定船型的快速精确预报方法。理论方法基于水平线段移动脉动源的三维面元法求解速度势问题,进而采用三维船体辐射能量法得到船舶辐射增阻,基于二阶波浪力定常分量公式计算得到绕射增阻;经验方法采用ISO15016-2015推荐的STAWAVE2方法。通过分析辐射和绕射增阻占比,讨论了目前方法的适用范围,进而对半经验方法的修正系数进行了研究,给出了反映相似船型和航速特征的改进公式。