船舶曲面分段建造作业调度数字化仿真与优化

针对船舶曲面分段建造难度大、效率低的问题,对曲面分段车间建造作业调度过程进行仿真与优化研究。首先,提出基于虚拟流水线的分段建造车间作业调度模式;其次,基于数字化工厂策略实现其作业调度过程的仿真;以最大完工时间最小化为目标,提出基于遗传算法的作业调度过程优化;最后,以实际生产计划为对象进行了实例验证。结果表明:基于虚拟流水线的作业调度模式和基于数字化工厂策略的仿真优化,有效缩短了曲面分段建造周期,为提升船舶建造效率和水平提供了支撑。     

基于虚拟流水的船舶曲面分段建造空间调度方法

针对具有时空耦合特性的船舶曲面分段生产调度问题,提出以充分利用场地资源为目标的基于虚拟流水生产方式的空间调度方法,建立了曲面分段生产调度流程。通过分析曲面分段具有不规则外形轮廓、空间和时间双重占用以及虚拟流水生产方式的特点,建立了曲面分段空间调度的总体框架。提出虚拟流水生产方式与空间调度相结合的调度方法,形成了分段生产顺序与空间调度过程相互衔接的机制,解决了曲面分段空间调度过程中分段建造顺序的问题;提出碰撞检测算法与优化规则筛选相结合的曲面分段空间布局方法,解决了不规则轮廓的曲面分段空间排布问题;提出基于虚拟流水生产的人力资源分配方法,实现了资源围绕固定工位的流转生产。通过应用曲面调度实例对以上关键技术进行了验证。     

船舶平面分段的非完全混合流水线调度

针对船舶平面分段流水线生产中存在的计划不准确、调度滞后、生产效率低等问题,分析平面分段流水线的特点,提出一类非完全混合流水线调度模型,并对该类调度问题进行优化研究。同时,综合考虑非完全混合流水线调度问题的特殊性及船舶建造的复杂性,以分段最大完工时问最小化为优化目标,建立两阶段的非线性整数规划模型,并利用分支定界法优化求解。结合某船厂实际数据进行实例验证和多次数值实验,并与混合遗传算法进行对比。结果表明,该模型和算法能有效解决平面分段流水线调度中存在的问题。     

带阻塞限制的船舶分段生产流水线调度

针对船舶分段生产流水线中船舶分段所占空间和重量大的特点,结合流水线阻塞限制、准备时间等特点,构建了阻塞流水线调度模型。以最小化分段完工时间为目标,采用基于最小位置值的编码,将连续的布谷鸟搜索算法用于求解离散的调度问题;提出一种基于改进的随机NEH启发式规则的初始化方法改进布谷鸟搜索算法,使初始种群具有多样性,提高搜索的性能。通过算例验证了改进布谷鸟搜索算法解决带阻塞的Flow-Shop问题的有效性。结合某造船企业实际数据进行应用,结果表明该调度模型和方法在企业中能获得比当前生产流水线更好的调度方案。     

复杂形状船舶分段建造空间调度优化算法

为了提高船舶分段建造场地装焊工场的利用率,提出复杂形状船舶分段的分层嵌套空间调度算法,算法将分段空间调度分为调度序列优化和布局寻优两个过程。针对不同的复杂形状分段提出一种通用的分段布局位置干涉检测方法,在此基础上采用栅格遍历与位置筛选的方法求解分段在装焊工场中的布局优化位置;分段调度序列采用基于优先级和遗传算法的混合排序优化方法,序列优化过程中调用分段布局寻优方法。计算结果表明,该算法可明显提高装焊工场的利用率,是解决分段空间调度的一种有效方法。     

基于时空约束的船体曲面分段车间调度方法研究

船体曲面分段的生产调度问题流程复杂且具有时空耦合特性,其排产计划和调度方案的制定过程缺乏规范的流程及高效的方法,是船体建造过程中的瓶颈。对此提出了基于时空约束的曲面分段车间调度方法,该方法首先建立包含时空约束的调度问题数学模型;其次综合运用规则及分解策略,设计合理、简便的启发式算法;最后以船体部分曲面分段建造过程为例进行了实例验证。结果表明,所提出的基于时空约束的曲面分段车间调度方法使分段生产效率和车间场地利用率均有明显的提高。     

考虑运输时间窗的批—离散混合流水车间调度

为提高船舶分段生产效率,研究从分段涂装作业中提炼出的考虑运输时间窗的两阶段混合流水车间调度问题。其中第一阶段含多台批处理机、第二阶段含多台离散机。批处理机能同时处理多个工件,因而同一批次的工件在批处理阶段具有相同的开始作业和完成作业时间。两阶段之间存在有限等待时间和运输能力约束,并且阶段间的运输过程只能发生在特定运输时间窗内。以最小化最大完工时间为优化目标,同时考虑分段在冲砂车间的排布建立数学模型,提出一种混合多种启发式规则的差分进化算法。实例验证和数值分析表明,所提算法能在可接受运行时间内获得较满意的近优解,为分段涂装调度问题提供有效的解决方案。     

基于实时碰撞检测的船舶曲面分段人机交互场地布局技术

针对船舶曲面分段的建造具有外形复杂、固定工位、混合场地的生产特点,为满足曲面分段建造规划对空间布局的精细化、可视化、高效化控制需求,提出了基于实时碰撞检测的曲面分段人机交互式场地布局技术。以曲面分段空间布局参数化注入建模为基础,研究了面向动态过程的曲面分段实时碰撞检测算法,实现了人机交互的可视化场地布局,解决了调整位姿、更换场地、更换时间的时空冲突问题;建立了具有结构化、可控化场地布局能力的技术机制。结合实际的工程实例运行分析,验证了技术的合理性与有效性。     

虚拟单元下船舶分段缓冲区调度优化模型研究

在虚拟单元制造生产方式下,对船舶制造企业的分段缓冲区的调度问题进行研究,提出了考虑缓冲区时空占用率和承载设备移动成本率的缓冲区资源优化函数调度模型,应用人工蜂群算法进行模型求解,实现了调度方案的全局优化。根据某船厂实际生产数据应用MATLAB软件进行仿真,验证了该模型的可行性和有效性。     

面向曲面分段建造的双龙门吊车协同调度技术

针对曲面分段建造过程中双龙门吊车吊运缺乏计划协同的问题,提出一种面向曲面分段生产的综合吊运任务排序和吊运任务平衡分配双龙门吊车协同调度技术。通过分析吊车吊运作业调度问题和吊运目标,提出基于时间轴的吊车吊运堆排序技术与吊运任务动态平衡分配技术相结合的面向曲面分段生产的双龙门吊车协同调度技术框架,形成了基于启发式的最大堆构建规则和基于任务平衡协同的动态任务分配规则。以双吊车配合吊运为核心,综合形成了优先级与时间协调判定规则和吊车任务平衡分配机制,实现了多约束规则下双龙门吊车的协同平衡调度。结合所提算法开发了双龙门吊车协同仿真优化系统,并通过实例验证了其有效性。     

周向接触弧长对闸片温度场分布影响的研究

提出了热流分配系数受摩擦副周向接触弧长影响的观点;使用分段二次插值法确定了摩擦副周向接触弧长和热流分配系数随径向位置的变化关系;基于能量守恒法,计算和比较了2种不同热载荷下闸片的温度及其分布规律。结果表明:周向接触弧长随径向位置呈先增大后减小的变化规律,而热流分配系数的变化趋势正好与其相反;由2种不同热载荷计算得到的温度峰值发生时刻虽接近,但差值较大;温度在径向和轴向方向上的分布规律也不相同。因此,在摩擦副的热分析过程中必须考虑闸片结构带来的影响。     

应力多轴度对机械零部件破坏的影响研究

目前工程实际应用中大多是直接采用单轴试验的数据,没有考虑到应力状态的影响,这与构件实际应力状态不符,很多研究者对多轴应力状态下材料的行为进行了研究。介绍了应力多轴度对断裂韧性以及多轴应力状态对材料的疲劳断裂和蠕变失效的影响研究的最新进展,对几种具有代表性的多轴应力状态下破坏准则以及多轴应力状态下蠕变损伤准则做了简要的回顾,并进行简单的评述。     

基于ANSYS的O形圈活动量对密封性能影响探究

以某飞机某部位作动筒渗漏和密封圈扭转断裂的故障为切入点,利用有限元分析软件ANSYS建立O形橡胶密封圈(简称O形圈)的二维轴对称模型,对装配阶段和静压阶段下不同配合间隙、沟槽深度、沟槽宽度、圆柱度和偏载对密封性能的影响进行分析。结果表明：在一定范围内,配合间隙、沟槽深度、沟槽宽度对密封性能影响较大,而圆柱度和偏载对密封性能影响较小;在允许的范围内,较小的配合间隙、合适的沟槽深度和宽度能够得到优异的密封性能。该作动筒的O形圈发生渗漏和扭转断裂的原因为密封槽宽度偏大,综合考虑,对密封槽宽度进行改进能够有效提升O形圈的密封性能。     

防腐剂在摩擦副表面的吸附性能探索

利用模拟轴承对润滑油中的防腐蚀添加剂进行吸附实验,通过对吸附前后润滑油的紫外吸光度的测量,表征实验前后润滑油中防腐剂的质量分数变化,进而证明摩擦副对防腐蚀添加剂的吸附作用;在含有定量防腐剂的润滑油中添加不同质量分数的抗磨剂,进行模拟轴承的吸附实验,通过紫外吸光度的测量发现抗磨剂对防腐剂在摩擦副表面的吸附性能有较大影响,说明防腐剂与抗磨剂在摩擦副界面存在竞争吸附效应。     

张力减径机轧辊孔型设计方法的研究

针对钢管张力减径机的轧辊孔型设计方法进行研究,建立了传统孔型、椭圆孔型以及圆孔型三种轧辊孔型设计的数学模型,采用面向对象的程序设计方法,用V isual Basic6.0作为集成开发环境,采用模块结构进行程序设计,传统孔型设计方法以减径率为依据来分配变形量,在孔型设计过程中不考虑壁厚的影响,椭圆孔型设计和圆孔型设计方法以延伸率为依据分配变形量,综合考虑壁厚和外径的影响,并进一步考虑到椭圆度曲线的调整和孔型尺寸的优化,从而设计出更加合理的轧辊孔型,为钢管生产厂家提供孔型自动设计系统。     

温度对尺寸测量的影响研究

分析尺寸检测中温度对测量结果的影响及控制措施,介绍传统的测量结果修正方法。如何确定恒温时间(以pro/e的动态温度显示及温差、时间变化趋势),以消除温度变化对测量结果的影响。     

基于ANSYS的数控车床床身的动态特性分析

车床床身是生台机床的基础和支架,它的振动影响着零件的加工精度,由于PRO/E强大的建模功能及ANSYS的分析功能,本文在PRO/E中建立模型,在ANSYS中进行模态分析,提取了床身的前五阶模态,并分析床身的因有频率,振型及其动态特性.为设计者在床身的设计中提供理论依据,避免产生大的振型或者发生共振,从而保证整台机床的设计和加工精度.     

基于温度对预浸料铺放质量的影响研究

针对自动铺带工艺的过程,分析了温度对于铺带过程中的预浸料铺放质量的影响。在一定的铺放速度和铺放压力下,通过实验分析温度对于铺带过程中的预浸料基体的流动性、铺带的带宽变形以及预浸料的黏附性变化影响。总结并分析了铺放温度对于预浸料铺带铺放效果的影响,为实际成型产品工艺提供帮助。     

基于SolidWorks建立轴承标准件库方法的探究

针对机械设计中大量使用标准件的问题,从建立轴承库入手,利用SolidWorks软件环境进行轴承的建模,对常用的几种建模方法进行了分析和探讨,提出了装配特征建模法。在此基础上建立了轴承标准件库,并阐述了库的实际应用。     

基于多标准的空调系统季节能效比计算分析

阐述了季节能效比SEER的计算内涵,分析了SEER与EER的内涵关系,并对ARI210/240,JRA4048-2001,GB7725三大SEER计算标准进行了比较和总结.最后对几款机型在中国的几个城市的测算结果进行了分析,并提出了城市代表温度和功耗分布率的新概念.