船舶焊接與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

張旭 曹玉庫(kù) 曹素紅

摘要：船舶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)船舶的應(yīng)用性具有非常重要的意義，對(duì)于船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行具體實(shí)踐的時(shí)候，需要與實(shí)際工程的特點(diǎn)相符合，要與計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論進(jìn)行結(jié)合。本文主要是對(duì)船舶的焊接和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的內(nèi)容進(jìn)行一定的分析，旨在更好的推進(jìn)船舶工業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：船舶;焊接;結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展背景下，要進(jìn)一步的促進(jìn)我國(guó)船舶工業(yè)的發(fā)展，使其在市場(chǎng)上占據(jù)更高的高地，就必須要對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的船舶焊接技術(shù)和相關(guān)情況進(jìn)行重視。對(duì)現(xiàn)代造船行業(yè)進(jìn)行關(guān)注可以發(fā)現(xiàn)，智能化是其重點(diǎn)發(fā)展的方向，因此將高新技術(shù)應(yīng)用到其中是其必然的改革目標(biāo)。想要進(jìn)一步的推動(dòng)我國(guó)造船業(yè)的發(fā)展，相關(guān)的部門都需要強(qiáng)化投資的力度，將先進(jìn)的技術(shù)和材料融入到其中，進(jìn)而現(xiàn)自動(dòng)化的焊接生產(chǎn)。在社會(huì)化的發(fā)展背景下，造船行業(yè)正在面臨全新的調(diào)整，想要對(duì)我國(guó)船舶工業(yè)中焊接和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題進(jìn)行更好的解決，就需要現(xiàn)有的焊接技術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而更好的振興我國(guó)的船舶工業(yè)。

一、船舶焊接的優(yōu)化方法

（一）更新船舶焊接技術(shù)

船舶工業(yè)的發(fā)展需要技術(shù)的支撐，而新型焊接技術(shù)就是現(xiàn)代造船業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。在進(jìn)行船舶生產(chǎn)的時(shí)候，常規(guī)船舶和高附加值傳播之間是比較容易出現(xiàn)矛盾的，因此需要對(duì)其進(jìn)行重視。一般來(lái)說(shuō)，將焊接技術(shù)進(jìn)行更新，可以對(duì)這些不可控的影響進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而更好的推動(dòng)船舶制造業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。在船舶生產(chǎn)的過(guò)程中，需要對(duì)不同船只的類型和功能進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，在進(jìn)行焊接的時(shí)候要根據(jù)具體情況實(shí)施施工，只有這樣才能對(duì)焊接工作的簡(jiǎn)便性進(jìn)行保證，同時(shí)也能更好的保證船舶工業(yè)朝著機(jī)械化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。

（二）使用新的焊接工藝

目前的船舶制造業(yè)在進(jìn)行焊接的時(shí)候，所采用的焊接材料普遍都具有單一性，這已經(jīng)影響到實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的效率。因?yàn)樵诖吧a(chǎn)的過(guò)程中，不同企業(yè)的需求是不同的，因此對(duì)于造船材料和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需求也是不同，船舶焊接正常朝著定制化和個(gè)性化需求的方向發(fā)展。現(xiàn)如今的船舶制造模式已經(jīng)對(duì)焊接技術(shù)造成了一定的影響，因此需要對(duì)焊接工藝的更新進(jìn)行重視。我國(guó)的很多船廠都開始引進(jìn)先進(jìn)的平面分段裝焊流水線，同時(shí)也配備上了與其相適應(yīng)的新工藝和新設(shè)備，整體都朝著自動(dòng)化和半自動(dòng)化的方向發(fā)展，切實(shí)的提高了船舶焊接的效率。另外，對(duì)立焊工藝進(jìn)行應(yīng)用能夠在很大程度上降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，只有增強(qiáng)對(duì)工人的培訓(xùn)，就可以簡(jiǎn)化焊接生產(chǎn)的操作步驟，進(jìn)而對(duì)焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性進(jìn)行更好的保證。

（三）使用優(yōu)良的焊接材料

船舶焊接質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響到整個(gè)船舶的質(zhì)量，而焊接材料的優(yōu)劣優(yōu)惠直接影響到焊接質(zhì)量，因此就必須要對(duì)焊接的材料進(jìn)行重視。近幾年大部分的船廠都會(huì)采用藥芯焊接，這種焊絲能夠具有更高的融服作用，在完成最終的焊接之后，還要對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的觀察，如果焊接質(zhì)量滿足了相關(guān)的要求，沒有在焊接過(guò)程中出現(xiàn)大量的飛濺，就可以算作是的優(yōu)良。藥芯焊絲具有獨(dú)特的作用，能夠更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)械化以及自動(dòng)化。想要更好的提高船舶制造的效率和質(zhì)量，就需要對(duì)焊接材料進(jìn)行重視，要將藥芯焊絲的方法與之前所使用的二氧化碳焊接技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，這樣可以對(duì)焊接效率進(jìn)行有效提升。

二、船舶結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

在開展船舶設(shè)計(jì)工作的相關(guān)工作時(shí)，要重點(diǎn)建立起實(shí)用性且科學(xué)性強(qiáng)的設(shè)計(jì)理念，這樣才能讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作得到更好的開展。想要對(duì)船舶工業(yè)的質(zhì)量進(jìn)行保證，需要對(duì)船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，要充分的認(rèn)識(shí)道船舶結(jié)構(gòu)制造時(shí)的工程量，同時(shí)還要對(duì)設(shè)計(jì)者和施工人員的綜合能力進(jìn)行重視。在對(duì)船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工的時(shí)候，還要注意對(duì)多個(gè)方面的影響因素進(jìn)行重視，從而根據(jù)船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)狀況來(lái)選擇出最為合適的施工方案。

（一）使用遺傳模型

這種模型生產(chǎn)方式是由屬性模型演變的方式，具體來(lái)說(shuō)就是對(duì)遺傳模型進(jìn)行利用可以對(duì)船舶的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到優(yōu)化。根據(jù)船舶設(shè)計(jì)當(dāng)中出現(xiàn)的問(wèn)題，將多種的學(xué)科知識(shí)融入到模型當(dāng)中，然后借助遺傳算法方式對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)和操作做好結(jié)構(gòu)的設(shè)優(yōu)化設(shè)計(jì)，繼而得到最的設(shè)計(jì)效果。通過(guò)對(duì)遺傳算法模型進(jìn)行利用，能夠讓相關(guān)的代碼完善相應(yīng)的工作，還能直接的指出船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，這樣對(duì)后續(xù)的修改和調(diào)整具有非常大的便利性。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程，如果出現(xiàn)了連續(xù)性的問(wèn)題，可以通過(guò)遺傳計(jì)算的方式對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)而更好的對(duì)結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行保證?？傊诖敖Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用遺傳模型，可以更好的適應(yīng)各種環(huán)境，即使是較為惡劣的條件，也能對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性進(jìn)行有效的保證，對(duì)獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)效果具有重要的促進(jìn)性作用。

（二）使用蟻群算法

蟻群算法是通過(guò)觀察螞蟻而演變出的仿生型算法，使用這種算法也可以對(duì)船舶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。將蟻群算法與其他算法進(jìn)行結(jié)合，然后應(yīng)用到船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)尋找最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)具有重要意義。蟻群算法主要的組成部分包括了路徑構(gòu)建量以及信息素的更新等，而信息數(shù)量以及優(yōu)化路徑選擇時(shí)間的快慢以及概率的存在著正比關(guān)系。通過(guò)對(duì)蟻群算法進(jìn)行利用，可以對(duì)路徑進(jìn)行優(yōu)化，能夠根據(jù)搜集到的信息進(jìn)行優(yōu)化路徑的評(píng)估，這樣就可以得到更為科學(xué)的船舶主體結(jié)構(gòu)。

（三）主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化

船舶的主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)于整個(gè)船舶的質(zhì)量也具有重要的影響。要對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，首先就要對(duì)船舶振動(dòng)部位的固有頻率進(jìn)行重視，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行改變，可以將它與干擾頻率進(jìn)行分離，這樣就能對(duì)船舶運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行有效改善。想要進(jìn)一步的對(duì)頻率進(jìn)行調(diào)整，還需要對(duì)軸承部位的剛度和轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性進(jìn)行改變，只要對(duì)該部位的問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，就能對(duì)船舶運(yùn)行振動(dòng)的問(wèn)題進(jìn)行有效避免，進(jìn)而對(duì)船舶運(yùn)行的穩(wěn)定性進(jìn)行保障。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，航海行業(yè)的發(fā)展催生了船舶制造業(yè)的復(fù)蘇，這也給我國(guó)的船舶工業(yè)也帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也帶來(lái)了更為激烈的競(jìng)爭(zhēng)，因此我們必須要對(duì)我國(guó)的船舶焊接技術(shù)進(jìn)行清晰的認(rèn)識(shí)。想要進(jìn)一步的促進(jìn)我國(guó)船舶制造業(yè)的快速發(fā)展，就需要對(duì)船舶焊接的技術(shù)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行重視，進(jìn)而促進(jìn)船舶行業(yè)向著更好的方向發(fā)展。

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