[發(fā)明專利]一種船舶分段吊裝方案的自動化設計方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410808792.5
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN104504201A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設計）人: 李瑞;汪驥;劉玉君;張小明;張帆;馬馳
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 徐雪蓮

1.一種船舶分段吊裝方案的自動化設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、選擇吊裝分段模型：包括建立包含多個分段模型的模型庫及與各個分段模型相關聯(lián)的包括各類典型分段類型的初始化吊裝算法的的初始算法庫；從模型庫中選擇與待吊裝的船舶分段相對應的分段模型，所述初始算法庫中與所選擇的分段模型相關聯(lián)的初始化吊裝算法被選定；通過Tribon系統(tǒng)提取所選的分段模型中的結(jié)構(gòu)參數(shù)信息，并將所述結(jié)構(gòu)參數(shù)信息存儲于后臺數(shù)據(jù)庫；所述結(jié)構(gòu)參數(shù)信息包括結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)及重量重心信息；

b、選取起吊設備模型：包括建立包含所有起吊設備模型的吊車模型庫；依據(jù)待吊裝分段建造場地，從吊車模型庫中選擇與待吊裝分段建造場地相配適的起吊設備模型，并通過Tribon系統(tǒng)讀取所選取的起吊設備模型的工藝參數(shù)，所述工藝參數(shù)包括：吊車起重能力、吊鉤最大載荷；吊鉤間最大載荷差值、吊鉤間距范圍、起重高度、吊繩角度、單鉤跨距范圍及最佳距離；

c、分段進行特征位置識別，生成初始化吊裝方案：讀取步驟a中存儲于后臺服務器中的結(jié)構(gòu)參數(shù)信息，對該結(jié)構(gòu)參數(shù)信息進行特征識別；所述特征識別包括特征板架和特征板架的特征位置的識別；

所述特征板架的識別方法為：以投影面積識別板架為例，某分段由n個基本板架組成，其全部板架的板邊幾何特征值A可表示為：

其中，xi1,xi2表示i板架在X方向尺寸跨度的最小值、最大值，y、z同理；

通過比較各板架在各方向投影面積的大小，識別出處于不同位置的平面板架p：

p＝{p_i|Max[(x_i2-x_i1)_×(y_i2-y_i1)]}?

板架p表示了在XOY平面內(nèi)投影面積最大的板架，用于識別底部板架和甲板板架；

特征位置的識別方法為：通過Tribon系統(tǒng)抽取被識別出的特征板架的結(jié)構(gòu)中加強材信息對所述特征板架平面內(nèi)的特征位置進行識別，其識別方法為：某板架由n個加強材組成，其全部加強材的重心信息B可表示為：

其中，g_ix,g_iy,g_iz表示某加強材重心在X、Y、Z三個方向上的坐標值；

通過對各加強材某個坐標系方向的重心坐標進行排序，即可確定加強材的位置及間距；即：

s＝{Max_gy,Max'_gy,…,Min'_gy,Min_gy}?

Δl＝Max_gy-Max'_gy，其中Max_gy≠Max'_gy

其中，s為所有加強材按其重心Y坐標值由大到小進行排序，表示板架的特征位置；

由特征板架及加強材位置在步驟a中所選定的初始化吊裝算法中進一步確定與特征板架的特征位置相關聯(lián)的初始化吊裝算法，并根據(jù)該初始化吊裝算法生成初始化吊裝方案，記錄所述初始化吊裝方案中的吊點位置；

d、對吊點位置的干涉判定、工藝適應性評價及快速動態(tài)調(diào)整：在由步驟a所確定的初始吊裝方案的基礎上，以吊裝分段模型的吊環(huán)空間坐標位置為基點，檢查其周圍是否存在包含該基點的結(jié)構(gòu)件，以判定是否存在干涉工況；具體的判定方法為：假設吊環(huán)空間位置坐標為(dx,dy,dz)，其附近有A₁,A₂...A_n等多個板架，判斷存在干涉需滿足：

dx∈(x_i1,x_i2)∩dy∈(y_i1,y_i2)∩dz∈(z_i1,z_i2)?

其中，x_i1,x_i2表示A_i板架在X方向尺寸跨度的最小值、最大值，y、z同理；同時以基點為中心呈放射狀檢查基點周圍是否存在結(jié)構(gòu)件，具體方法為：假設眼板與構(gòu)件的可焊接的安全距離為△d,且眼板沿Z正方向布置，判斷存在無法焊接工況需滿足：

dx±Δd∈(x_i1,x_i2)∩dy±Δd∈(y_i1,y_i2)∩dz+Δd∈(z_i1,z_i2)?

若不滿所有工況要求，則用逐步以新值替代舊值的迭代方法求解吊點位置動態(tài)調(diào)整問題，并在每次迭代完成時以吊車約束作為終止迭代的判定條件，即可快速獲得最優(yōu)解再以吊環(huán)空間坐標位置為基點，檢查其周圍是否存在包含該基點的結(jié)構(gòu)件，以判定干涉工況，同時以基點為中心呈放射狀檢查其周圍是否存在結(jié)構(gòu)件，在未取得上述可行解的情況下發(fā)布初始化方案重生成指令并返回上一步；

e、根據(jù)各吊點所處的位置特征及吊運形式選擇相應類型的眼板，?并預估載荷自動選擇合適眼板選型，通過計算每個吊環(huán)所承載的重量確定相應規(guī)格的眼板；

f、對吊裝方案進行快速力學分析，通過Tribon二次開發(fā)和ANSYS二次開發(fā)技術手段，對吊裝分段進行有限元模型重構(gòu)，模擬吊裝工況，后臺調(diào)用ANSYS軟件進行強度校核并輸出計算結(jié)果，在分析結(jié)果不滿足設計要求情況下發(fā)布繼續(xù)優(yōu)化指令并返回步驟e；

g.生成設計圖紙并完成輸出。