船舶虛擬吊裝系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著船舶制造的大型化和復(fù)雜化，大型構(gòu)件的吊裝越來越多，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境復(fù)雜，多臺(tái)起重機(jī)協(xié)同作業(yè)的情況也越來越多，吊裝作業(yè)在整個(gè)船舶建造過程中所占的比重越來越高。在這種情況下，統(tǒng)籌安排起重機(jī)資源，吊裝方案設(shè)計(jì)的精確性、合理性、高效性和可靠性就顯得尤為重要?，F(xiàn)有的虛擬吊裝軟件雖然能夠?qū)Φ跹b過程進(jìn)行動(dòng)畫模擬，但是仍存在著一些問題，主要包括:現(xiàn)有的船舶虛擬吊裝軟件沒有考慮現(xiàn)實(shí)構(gòu)件在制造生產(chǎn)過程中，所產(chǎn)生的尺寸偏差會(huì)對(duì)吊裝工藝產(chǎn)生影響;現(xiàn)有的船舶虛擬

2、吊裝軟件與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際吊裝工況結(jié)合效果差，軟件的通用性不高;現(xiàn)有的船舶虛擬吊裝軟件與有限元仿真軟件的結(jié)合性不強(qiáng)。
　　本文以三維造型軟件UG為基礎(chǔ)，結(jié)合Unity3D平臺(tái)和CAE分析平臺(tái)，利用二次開發(fā)技術(shù)將三者有機(jī)的結(jié)合，系統(tǒng)性的解決了現(xiàn)有吊裝軟件存在的問題。本文開展了以下幾方面的工作:首先，從軟件需求分析出發(fā)，得到了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和具體的技術(shù)路線，并在Unity3D平臺(tái)上完成了包括控制面板、虛擬場(chǎng)景和模型、吊裝機(jī)械的運(yùn)動(dòng)仿真、物理引

3、擎以及碰撞檢測(cè)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn);其次，完成了基于電子表格驅(qū)動(dòng)模式的二次開發(fā)接口的數(shù)據(jù)表格的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程，實(shí)現(xiàn)了軟件在模型和控制操作上通用性的功能需求;最后，針對(duì)一個(gè)構(gòu)件模型，在其吊裝重心確定、調(diào)整變形和焊接過程中的應(yīng)力應(yīng)變分別進(jìn)行了詳細(xì)的有限元計(jì)算，同時(shí)針對(duì)吊裝機(jī)械的受力機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了相應(yīng)的有限元分析，得到計(jì)算結(jié)果并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)力學(xué)分析，完成了包括CAE分析、模型重構(gòu)模塊等虛擬吊裝仿真平臺(tái)其余部分的功能和實(shí)現(xiàn)過程，利用UG平臺(tái)的二次