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论船舶焊接与结构设计优化

所属栏目:工业设计论文 发布日期:2021-01-24 09:06 热度:

   基于现代化产业之中智能化科技的应用和发展,现代化船舶制造业也要朝着智能化的方向转变。就目前的实际发展情况分析,配合上未来的改革,相关政府部门需要加大投资力度,引导船舶制造业与现阶段的先进材料以及高科技结合起来,在提升现有水平的同时促进国际市场地位的全面提高。

论船舶焊接与结构设计优化

  1.船舶焊接技术的优化方法

  1.1更新船舶焊接技术

  船舶工业的发展依旧需要考虑到技术条件,并且新型焊接技术也是现阶段需要重点关注的问题。在船舶生产环节,常规的船舶以及高附加值船舶之间可能会出现一列的矛盾,需要引起格外的关注。一般来说,更新焊接结束后就要极力控制这些影响因素,以此来推动船舶制造业的进步与发展。在实际的船舶生产过程中,需要重点关注不同船只的功能与类型,在实施焊接的过程中要将结合具体的情况开展对应的施工,只有如此才能保证焊接工作的简便性,同时确保船舶工业能够朝着自动化与机械化的方向全面发展。

  1.2使用新的焊接工艺

  在船舶制造业的焊接过程中,由于焊接材料存在单一性,难免会对实际的生产效率产生影响。所以,在船舶的生产过程中不同企业的需求存在差异,对于造船的材料以及产品的结构需求也会存在差异,使得船舶焊接朝着个性化与定制化的方向发展。目前,船舶制造模式已经对焊接技术带来了影响,所以需要格外重视焊接工艺的更新。我国有很多船厂都选择先进平面分段装焊流水线的引入,同时配备了相应的新设备与新工艺,能确保整体能够朝着半自动化和自动化的方向发展,以此提高船舶焊接效率。此外,应用立焊工艺技术,满足降低工人劳动强度的要求,同时增强对于工人的培训,实现对焊接生产操作步骤的简化处理,确保焊接质量的稳定性。

  1.3加强焊接检验

  焊接检验作为焊接的最后工序,应及时发现焊接之中存在的问题,采取针对性的措施进行合理的改进与调整,以此提高焊接质量。在检验过程中要对于坡口、间隙等有明确的分析,然后利用实际的工艺规定处理,这样就可以推动后续工作的有效实施。另外,要做好水压试验和气压试验工作,避免日后出现渗透的情况,以此保证焊接气密性与标准相互匹配。所以,针对船舶焊接质量而言,需要从各个环节入手,进行系统的、全面的焊接检验,有效规避焊接问题的发生。

  2.船舶结构设计方法及应用分析

  2.1设计方式

  2.1.1数学规划设计方法在20世纪70年代,部分学者针对结构优化进行了准确的界定,为规范法的发展提供了基础条件。一般来说,其应用的方法包含了单目标排序、函数评价等。在实际应用中,先规范诸多目标,然后简化其单独目标,从而实现单个目标的优化,最终实现船舶结构的优化设计。实施数学规划法是在规划论的基础上进行的,由于理论全面性,所以其实际的应用非常广泛。这样的方法本身带有收敛性,在实际的船舶设计中存在诸多缺陷,如计算环境相对复杂。收敛会有大量时间被消耗,尤其是在变量较多的情况下会出现更严重的消耗。此外,在诸多计算方法之中难免会有缺陷的存在,成为使用这种方法的限制。基于这部分问题的分析,需要积极改善此类方法,并且通过准则法等的引入,与力学特征结合起来实施,完善其范围,如连续变量、导入倒数等,提升其运算速度。2.1.2准则优化设计方式使用准则优化设计方法,能让船舶结构设计之中的物理层作用更加明确,有利于工作的顺利开展,并且计算也非常简单。另外,结构分析在实际计算之中非常少,并且收敛速度较快,这种方式在最初的船舶结构设计中的应用是非常广泛的。但是此类优化方式劣势也非常明显,主要是无法确保计算结构达到最优化,也很难针对收敛性进行验证分析。在实际的设计环节,作为设计人员就要与实际情况相互结合,确保各类设计都能妥善完成。因为这种方式的劣势,在形状优化设计之中使用时要考虑到实践形状的具体设计,避免应力过于集中。如果力学模型出现了太多的变量,在使用这一种方法之后就会让结构设计更加简化,在一般船舶制造中经常会使用到能量准则法和位移准则法等。

  2.2设计应用

  2.2.1智能化软件的应用随着船舶市场的不断变化,现阶段的船舶结构优化设计也逐渐朝着智能化、模块化的三维实体设计方向发展。所以,通过智能化软件的应用可以让结构件数据库开发速度得到进一步的加快。传统模式下的开发,会严重影响实际的研发效率,但是可以考虑到智能化设计软件的合理使用,这样有利于优化设计处理,就可以很好地解决这一问题,并且满足船舶结构构件设计标准化的目标。基于CATIAV5CAM设计系统的使用,可以详细地分析与研究造船模块的功能与使用,然后提出船舶结构设计的优化思路以及对应的数据库模型,具体见图1所示。2.2.2模糊原理设计方法从20世纪80年代开始,逐渐开始发展模糊原理,并且在判决的基础上,也可以满足创新发展的实际需求,并且建立对应的限界搜索法,从而在船舶结构设计之中加以应用,最终解决结构优化设计之中存在的难题。通过完善模糊目标的合理运用,就可以直接将阈值看成为变量,属于能避免在一次求解的情况下的最大水平法。通过求解处理,就可以针对施工与结构等各种要素进行深入的思考,然后通过素权重集建立,再结合到乱序,就可以实现对于模糊评价法的建立健全。之后,明确模糊约束容差,如在结构之中,对于其槽型和剖面进行准确的计算,然后与工程相互结合,这样就可以将具体的模糊要素覆盖情况加以明确,再通过合理的模糊优化方式,在原材料缩减的情况下实现船舶结构的优化设计。通过这种方式的使用,可以满足复杂工程的要求,但也存在多个目标问题。此外,适当拓展模糊结构,进而实现模糊优化的融合性处理,也可以满足不同层次模糊性的约束2.2.3使用遗传模型对于遗传模型和产生方式,一般是相关属性模型在演变之后最终发展形成的,通过遗传模型,就可以将船舶设计优化划分为连续变量、离散变量、混合变量等多个模型。考虑到传统船舶设计对于传统优化设计的选择上可能会有不足之处的存在。因此,在设计之中就需要考虑到其问题,相关人员就创造出对应的设计算法,并且在设计过程中基于特性分析,融入多门学科,实现对于遗传算法的创新,再配合反复的实验操作,使用遗传算法,确保船舶结构设计能够满足目标,并且弥补船舶结构设计之中存在的不足之处。所以,使用遗传算法就可以利用代码的编写来完成对应的工作,最终将船舶结构设计之中的不足之处加以表现,从而将其解决,最终将实际设计之中的连续性问题解决,以此开展检验与实践。通过最终的结果分析来看,,遗传模型在船舶结构设计优化之中的使用可以在各种恶劣的环境下完成预期目标,并且获得良好的使用效果。

  3.结语

  随着时代的不断发展,随着科学技术的不断进步,为了推动国内船舶制造业的不断发展,在实践中需要针对船舶制造过程之中的焊接技术加以优化,并且落实船舶结构设计的优化处理工作,再配合具体的软件、原理、模型应用等方式,确保船舶行业持续发展下去。

  参考文献:

  [1]郑涛,曹东君.船舶结构优化设计方法探讨[J].船舶物资与市场,2020(07):10-11.

  [2]苗腾辉,满艳波.三维图像技术在船舶结构设计的应用[J].舰船科学技术,2020(14):4-6.

  [3]郭建航.船舶焊接质量评价与分析[J].船舶物资与市场,2020(05):9-10.

  《论船舶焊接与结构设计优化》来源:《珠江水运》,作者:吴英照

文章标题:论船舶焊接与结构设计优化

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