改进肋骨弯度法展开船体复杂曲面板的研究

摘要

本文在测地线法和每站肋骨弯度法展开船体外板的基础上，结合水火弯板的成形机理，提出了用于参数化展开船体复杂曲面板的改进肋骨弯度法。该方法是将复杂曲面划分成若干网格进行参数化表达，然后将每一个网格按照改进肋骨弯度法的原理依次展开，再拼接成一个展开平面。对于鞍形板，通过求出网格点的肋骨弯度和转角及网格边的展开实长进行展开，最终得到没有裂缝的展开平面;对于帆形板，由于采用网格边的成形实长进行展开，最终得到的是有裂缝的展开平面，并且针对两板边裂缝不均衡的情况，用局部坐标转换的方式，优化了基准线的展开曲率，使得展开平面两板边裂缝更均衡，更适合水火弯板加工。
　　以改进肋骨弯度法展开船体复杂曲面板为基础，本文进一步提出了对相应展开平面板进行水火加工成形时所需的成形收缩量的计算方法。对于鞍形板，依据网格边展开实长和成形实长之差计算每个网格点处的成形收缩量;对于帆形板，则是依据每个网格点处的裂缝值，计算成形收缩量。本文按一定比例用短线画出成形收缩量分布阵，可以直观地表达出水火弯板加工时每个网格点处应该达到的收缩量。
　　采用改进肋骨弯度法对某船厂提供的若干船体复杂曲面板进行展开计算，得到曲面板的展开平面图形及成形收缩量，并对其进行分析，展开结果完全满足要求，可用于生产实践。
　　基于改进肋骨弯度法及相应成形收缩量的计算原理，开发了船体复杂曲面板展开软件。该软件以输入的复杂曲面参数化网格点数据，进行复杂曲面的展开计算，得到展开平面的网格点数据，并计算各网格点处相应水火弯板加工时的成形收缩量。该软件还可以调用AutoCAD软件绘制船体复杂曲面板的展开平面图形及成形收缩量分布阵。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 复杂曲面展开研究的发展及趋势

1．2．1 几何展开方法

1．2．2 力学展开方法

1．2．3 研究趋势

1．3 本文的主要内容

2 船体外板展开理论

2．1 测地线法

2．1．1 测地线法

2．1．2 测地线法的局限性

2．2 每站肋骨弯度法

2．2．1 成形实长和展开实长

2．2．2 每站肋骨弯度法

2．2．3 每站肋骨弯度法的优势和局限性

2．3 改进肋骨弯度法

2．3．1 改进肋骨弯度法展开鞍形板

2．3．2 改进肋骨弯度法展开帆形板

2．3．3 改进肋骨弯度法的优势

2．4 成形收缩量的计算

2．4．1 成形收缩量的计算

2．4．2 成形收缩量分布阵

2．5 展开图形的优化

2．6 小结

3 船体复杂曲面板的展开及成形收缩量计算实例

3．1 船体复杂曲面板展开计算实例

3．1．1 鞍形板展开计算

3．1．2 帆形板展开计算

3．2 成形收缩量计算实例

3．2．1 鞍形板成形收缩量计算

3．2．2 帆形板成形收缩量计算

3．3 展开结果分析

3．3．1 鞍形板展开结果分析

3．3．2 帆形板展开结果分析

4 船体复杂曲面板展开软件的实现

4．1 开发工具介绍

4．2 软件的主要功能、模块划分及实现过程

4．2．1 软件的主要功能

4．2．2 软件的模块划分及实现过程

4．3 软件操作流程及运行结果

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢