船体复杂曲面外板水火加工成型自动化技术研讨.pdfVIP

船体复杂曲面外板水火加工成型自动化技术研究 纪卓尚 刘玉君 邓燕萍 孙振烈 金世良 于文喜 ’(大连理工大学 ，大连造船新厂) 摘 要:本文说明了船体复杂曲面外板水火加工自动化技术研究的工程S义，介绍了水火弯板工艺白动化 研究的墓本原理和数学方法，提出了实现水火弯板自动化所要解决的关健技术。 关妞词:船舶建造，水火弯板,q51 StudyonAutomaticTechnologyof HullPlateFormingbyLineHenting JIZhuoshang LIUYujun DENGYanping SUNZhenlieJINShiliang YUWenxi (，DalianUniversityofTechnology DalianNewShipyard) Abstract;Asteelplatebenttobeadefinedcurveonebylineheatingisahot-coldforming technologywithspecialexperientialcharacteristics,anditstechnicalityisverystrong,its difficultyisverylarge.Inthepaper,theengineerbackgroundandthepracticalsignificance of.thesubjectissimpledescribed,thebasicmethodsofstudyingtheautomatictechnologyof thesubjectareintroduced,andthekeyproblemstobesolvedarepresented. Keyword;Shipbuilding,Lineheatforming,Automation 1 间题的提出 为获得良好的水中阻力性能，船体表面通常被设计成光滑的三维不可展曲面。由于船舶主 尺度的不同及结构要求的不同，船体曲面外板的厚度变化范围很大，通常从10毫米至30毫米 不等，更厚的还有40毫米以上的外板。将平面钢板加工成这样的曲面钢板，世界各船厂从六十 年代开始到现在一直采用线状加热的工艺方法(这种方法称为水火弯板)。 水火弯板是造船生产中技术含量很高、难度很大、最具特色的一种曲面钢板成形的热冷加 工工艺方法。到目前为止，这项工艺在国内外都还停留在以工人的实际经验为指导由手工操作 的方式进行施工的阶段。由于有经验技术工人的日趋眨乏，年轻工人短时间难以掌握这一复杂 技艺，因此水火弯板的这种凭经验和手工的作业方式已严重影响了造船的速度和质t。从九十 年代初开始，大连理工大学和大连造船新厂合作，开发研制了船体大型复杂曲面钥板水火加工 成型工艺参数设计的计算机软件系统，实现了水火弯板工艺依据的理论化、信息化和数据化。 该系统从97年开始已在大连造船新厂投产使用，提高生产效率2倍以上。该系统有广泛的应 用前景。 在此荃础上，大连理工大学和大连造船新厂等已经开始进行水火弯板自动加工技术的研 究。 一 148 ~~~~~~~. 2 基础研究 2.1仍体帆型外板局部收幼f计葬 船体外板在数学上是典型的不可展曲面。本系统采用有限网格展开方法计算帆型外板的 局部收缩量:将划分的每个网格的小曲面当作平面，并按特定的方法投影到指定的平面，得到 该曲面的展开形状，展开形状中的裂缝就是要得到的收缩最。 2.2船体帆型外板局部收缩t的教学模型 2.2.1 回归棋型 从工人经验和实船生产中知道:目前船厂对帆型外板的水火加工方法是沿粉钢板的两个 长边进行线状加热，使其达到设计的要求。通过理论分析和实验研究，确定了能够主要反映帆 型外板局部收缩盘的变形参数为:板边局部最大收缩长度AL和局部收缩面积65. 在对几十张实船板水火加工测量分析的荃础上，建立了帆型外板的局部变形参数和工艺 参数的多种形式的回归模型，其中两种常用的模型是: Y=a,+a,l+a,L0+a,DE+a,V十a,R+a,IL+…十a,,VR (1) Y=goI^,L,D,Vb.R^. (2) 式中，，表示变形参