某类型散货船建造补偿量研究

论文摘要

船体精度控制技术是现代造船模式的转换，实现壳舾涂一体化的基础，在国内外造船厂得到广泛应用。补偿量的加放是精度控制的核心内容，与造船科技水平密切相关。结合各企业实践，研究合理的补偿量，对提高造船质量，最大限度减少装配作业的现场修正量，缩短造船周期，降低生产成本等有重大意义。本论文源于财政部科技部（财教[2009]365号）科技人员服务企业行动项目——利用数字化实现船舶无余量建造。项目结合实际企业生产现状，现场采集三维尺寸样本数据，通过数理统计方法、尺寸链原理和数据挖掘技术理论，对补偿量进行数学建模研究，解决实际船舶建造中由于下料、装配、焊接等过程造成影响加工公差和焊接热变形的问题，实现船舶建造由无余量上船台逐步向无余量建造发展。本论文主要开展的研究包括：1、对船体建造误差进行统计分析。针对补偿量计算关键技术，采取分层法搜集船体建造各道工序的误差数据，剔除粗大误差，并通过数理统计确定各道工序误差的分布规律。利用最小二乘法对船体基线的直线度与平面度偏差进行处理，将统计过程控制理论引入造船生产中，并结合其特点作出质量控制图，通过查找和消除异常因素，保证工序处于稳定状态。2、制定分配补偿量的工艺实施方案。在研究和参考相关规范与行业标准的基础上，结合船企实际生产，研究和制订适合本企业的精度标准并指导精度造船工艺实施。通过尺寸链理论和回归分析方法，建立误差累积模型，采用蒙特卡罗随机抽样方法，获取船体建造中的误差传递及公差分配规律，并应用尺寸链理论计算和分配补偿量，作出合理的精度实施工艺。3、钢板卷弯成形性能研究。船体外板的成形加工是船体精度控制的难点之一，关键是确定合适的工艺参数。本文运用ansys软件建立某三辊对称弯板机的有限元模型，根据弹塑性理论，考虑接触摩擦作用，对船体高强度钢AH32钢辊弯成形与回弹过程进行动态模拟。并与传统的弹塑性理论推导结果对比，验证该有限元模型的正确性，并根据多次模拟分析，利用最小二乘向量机建立钢板辊弯成形半径与上辊下移量、板厚的数学模型，指导对船体变曲率板材加工的自动控制。4、建立对接焊横向收缩量的预测模型。施放正确的焊接补偿量是保证船体结构装配精度的重要举措，影响焊接收缩的因素众多，本文通过模糊层次分析法提取影响拼板对接焊收缩变形的关键因素，建立BP神经网络模型，并利用遗传算法搜索网络的最优初始权值和阀值，为拼板对接焊补偿量的加放提供定量依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题依据和工程意义
• 1.2 尺寸精度补偿原则
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文研究工作
• 第2章 船体建造误差统计分析
• 2.1 造船误差分类
• 2.2 误差分布特性
• 2.3 测试数据的统计处理
• 2.3.1 统计量的描述
• 2.3.2 不合理数据的剔除
• 2.3.3 数据的统计处理
• 2.4 形位误差的处理
• 2.5 统计过程控制
• 2.6 本章小结
• 第3章 造船精度设计
• 3.1 船体建造精度标准
• 3.2 船体建造尺寸链分析
• 3.2.1 尺寸链的应用及方程的建立
• 3.2.2 尺寸链的计算
• 3.3 造船精度设计
• 3.3.1 精度计划的作用与编制要领
• 3.3.2 补偿量的计算与分配
• 3.4 小结
• 第4章 补偿量建模计算
• 4.1 钢板卷弯分析
• 4.1.1 卷板过程有限元模拟
• 4.1.2 最小二乘支持向量机预报卷板工艺参数
• 4.2 拼板对接焊横向收缩量预测
• 4.2.1 关键因素的提取
• 4.2.2 遗传算法优化 BP 网络权值和阀值原理
• 4.2.3 运用 GA-BP 算法预测对接焊横向收缩量
• 4.3 补偿量在某具体分段上的应用
• 4.4 小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文