基于三自由度液壓小車的總段低應(yīng)力調(diào)姿技術(shù)

孫登峰,齊 峰,張偉軍

(1.上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院,上海200240;2.江南造船廠精度管理部,上海 201913)

0 引言

總段合攏是總段造船法中耗時(shí)較長(zhǎng)、精度要求較高的環(huán)節(jié),隨著總段尺寸的不斷增大,傳統(tǒng)的吊裝工藝耗時(shí)長(zhǎng)、調(diào)整精度不高和局部變形較大的問題日益凸顯,目前國(guó)內(nèi)主要船廠普遍開始引入液壓式自動(dòng)化合攏設(shè)備,液壓對(duì)中小車是其中具有代表性的一種[1]。

常見對(duì)中小車的液壓系統(tǒng)通常僅具備主缸(豎直方向)和副缸(垂直軌道方向)兩自由度的可控調(diào)節(jié)能力,平行軌道方向的運(yùn)動(dòng)通常另由伺服電機(jī)或液壓馬達(dá)單獨(dú)驅(qū)動(dòng),多臺(tái)小車在PLC的協(xié)同控制下完成各項(xiàng)調(diào)姿動(dòng)作[2- 3]。雖然該類小車?yán)碚撋暇哂腥杂啥鹊恼{(diào)節(jié)能力,但是由于其行走單元與油缸分屬2個(gè)系統(tǒng),每臺(tái)車的行走量和油缸運(yùn)動(dòng)量之間難以保證同步,因此,在實(shí)際對(duì)接現(xiàn)場(chǎng),行走單元通常僅在最終合攏階段啟用而不參與前序調(diào)姿工作。僅有兩自由度油缸調(diào)節(jié)能力的小車在執(zhí)行某些調(diào)姿動(dòng)作,如繞豎直方向旋轉(zhuǎn)時(shí),由于缺少沿軌道方向油缸的配合,僅能靠副缸進(jìn)行單缸旋轉(zhuǎn)。這種運(yùn)動(dòng)實(shí)際上會(huì)引起較大的局部變形,造成船段內(nèi)部應(yīng)力集中[4],嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)接失敗。

現(xiàn)有對(duì)接方案鮮有涉及總段調(diào)姿過程中的應(yīng)力應(yīng)變控制,這也是上述兩自由度液壓小車存在的問題始終未受到關(guān)注的原因。針對(duì)現(xiàn)有液壓小車的不足,本文設(shè)計(jì)一種具備3個(gè)獨(dú)立可控油缸的液壓調(diào)姿系統(tǒng)。

1 三自由度液壓調(diào)姿系統(tǒng)設(shè)計(jì)

三自由度液壓系統(tǒng)包含頂升、左右、前后3個(gè)方向油缸,其設(shè)計(jì)目的是實(shí)現(xiàn)多缸協(xié)同運(yùn)動(dòng),為此需要精確控制各缸的運(yùn)動(dòng)速度以準(zhǔn)確執(zhí)行球頭的運(yùn)動(dòng)軌跡。基于上述目的,本文設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)整體如圖1所示。液壓系統(tǒng)主要由柱塞泵、伺服比例換向閥、壓力補(bǔ)償閥、單向閥和位移傳感器等構(gòu)成。工作時(shí)電機(jī)帶動(dòng)柱塞泵輸出油液,經(jīng)流溢流閥和單向閥之后分為3路,分別供給頂升油缸、水平左右油缸和水平前后油缸,各油缸均配有位移傳感器用于監(jiān)測(cè)是否運(yùn)動(dòng)到位和提供速度反饋。頂升油缸的頂升力為2 170 kN,總行程為300 mm,水平兩缸推力為206 kN,行程范圍為±50 mm。

圖1 三自由度液壓系統(tǒng)整體

各油缸油路結(jié)構(gòu)相似,現(xiàn)以頂升油缸為例說明其如何實(shí)現(xiàn)速度控制,如圖2所示。注意為方便理解,圖2中進(jìn)出油路部分簡(jiǎn)化為僅有柱塞泵和單向閥。速度控制的核心元件為壓力補(bǔ)償閥和伺服比例換向閥。壓力補(bǔ)償閥的內(nèi)部構(gòu)造如圖2中虛線框所示,包含溢流閥、彈簧和梭閥等。

圖2 頂升油缸油路

壓力補(bǔ)償閥的進(jìn)出油口分別與伺服比例換向閥的油口對(duì)應(yīng)連接,將進(jìn)出口壓力分別記為p1、p2,補(bǔ)償閥截面積記為Av,彈簧力記為F,則當(dāng)閥芯處于平衡位置時(shí)有:

p1Av=p2Av+F

(1)

(2)

即壓力補(bǔ)償閥的作用是保持后續(xù)比例換向閥的P-A、B-T口(若換向則為P-B、A-T口)壓力差保持常量C,在本文中設(shè)定為2 MPa。而伺服比例換向閥的流量方程為

(3)

Cd為流量系數(shù);ω為閥口面積梯度;xv為閥芯位移;ρ為液壓油密度;Kv為等效流量系數(shù)。

在壓力補(bǔ)償閥的作用下,通過伺服比例換向閥的流量Q僅由閥芯位移xv決定,而閥芯位移與PLC輸出信號(hào)sz之間為線性映射關(guān)系,即

xv=Kcsz+bvQ=KvKcsz+Kvbv

(4)

對(duì)于頂升油缸,忽略液壓油的粘滯性影響和體積壓縮,有流量連續(xù)性方程為

(5)

聯(lián)立式(4)和式(5)可得

(6)

類似的,其余兩缸的運(yùn)動(dòng)速度也可由PLC信號(hào)實(shí)現(xiàn)無級(jí)控制,即

(7)

在小車實(shí)際工作前,應(yīng)該首先通過空載實(shí)驗(yàn)標(biāo)定由上式計(jì)算得到的油缸運(yùn)行速度與PLC控制信號(hào)之間的線性映射關(guān)系,具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見實(shí)驗(yàn)部分。

除了實(shí)現(xiàn)速度控制外,液壓系統(tǒng)還需要實(shí)現(xiàn)位置鎖止功能,即油缸運(yùn)動(dòng)到位后保持在目標(biāo)位置,不發(fā)生回流,等再次執(zhí)行運(yùn)動(dòng)時(shí)再解除鎖止。該功能通過液控單向閥和換向閥實(shí)現(xiàn):默認(rèn)情況下?lián)Q向閥處于關(guān)閉狀態(tài),液控單向閥按照普通單向閥工作,此時(shí)油缸的有桿腔和無桿腔油路都被切斷,實(shí)現(xiàn)位置鎖定的效果。當(dāng)油缸需要運(yùn)動(dòng)時(shí)換向閥上電,控制油路接通,液控單向閥切換至連通狀態(tài),油缸油路正常流通。

2 低應(yīng)力調(diào)姿指令準(zhǔn)則

液壓小車具備三自由度協(xié)同運(yùn)動(dòng)功能為總段低應(yīng)力對(duì)接提供了硬件基礎(chǔ),接下來還需要分析總段在三自由度小車頂升下的變形情況,為后續(xù)球頭運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃提供參考。以某型驅(qū)逐艦舯部艙室為分析對(duì)象,借助MSC.Patran&Nastran軟件完成模型建立、網(wǎng)格劃分和應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算等工作。

首先,根據(jù)目標(biāo)艙室尺寸、板厚、肋位面和開孔等建立船段幾何模型。船段長(zhǎng)14.0 m,寬8.5 m,高5.5 m,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。模型坐標(biāo)系采用右手系,原點(diǎn)位于艉部橫剖面中心處,x軸指向船艏為正方向,y軸指向左舷為正方向。內(nèi)部加強(qiáng)框架面到艉部的距離分別為12.5 m、5.5 m,記作肋位1、肋位2。

圖3 所用船段內(nèi)部結(jié)構(gòu)

在Patran中建立幾何模型后,使用Paver網(wǎng)格劃分器進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分。依據(jù)中國(guó)船級(jí)社的相關(guān)規(guī)定,使用四邊形板殼單元模擬艙壁結(jié)構(gòu),在部分邊界位置使用三角形單元過渡,使用梁?jiǎn)卧M橫梁、縱骨和桁材[5]。

為模擬三自由度液壓小車與船段的頂升關(guān)系,按照小車的實(shí)際頂升位置,選擇船段底面相應(yīng)節(jié)點(diǎn)建立4個(gè)剛性MPC(多點(diǎn)約束),在每個(gè)MPC的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)處沿x、y、z方向各連接1個(gè)彈簧單元,每個(gè)彈簧單元即代表對(duì)中小車在該方向上的油缸,具體MPC分布如圖4所示。在分析過程中只需改變每個(gè)頂升點(diǎn)所連接x、y、z方向彈簧的位移約束即可模擬不同頂升工況下的變形結(jié)果,這與實(shí)際控制小車時(shí)輸入3個(gè)油缸位移指令是一致的。在載荷方面,由于是靜力學(xué)仿真,僅需設(shè)置單元均勻分布的重力加速度g=9.8 m/s2即可。

圖4 船段有限元模型及MPC約束

總段對(duì)接過程中常見調(diào)姿動(dòng)作包括同步頂升、繞x、y、z軸旋轉(zhuǎn)等,其中旋轉(zhuǎn)動(dòng)作又可分為單缸旋轉(zhuǎn)和協(xié)同旋轉(zhuǎn)2種方式。從剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)出發(fā),總段的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通常需要每臺(tái)小車2～3個(gè)油缸協(xié)同運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn),然而在對(duì)接現(xiàn)場(chǎng),由于現(xiàn)有對(duì)中小車功能限制或操作人員只關(guān)心調(diào)整某一軸的指標(biāo),經(jīng)常會(huì)下達(dá)單缸旋轉(zhuǎn)指令,如僅通過調(diào)整左右舷小車頂升油缸(即Z方向)的行程來實(shí)現(xiàn)繞X軸的旋轉(zhuǎn),忽略Y方向油缸需要的連帶運(yùn)動(dòng),如圖5所示。這種單缸旋轉(zhuǎn)工況可能會(huì)對(duì)船段外形造成不利影響。

圖5 單缸旋轉(zhuǎn)與協(xié)同旋轉(zhuǎn)

將上述調(diào)姿動(dòng)作分別設(shè)為載荷工況,并添加了2種船段不良受力狀態(tài)作為對(duì)比,經(jīng)由軟件計(jì)算得到各工況下應(yīng)力應(yīng)變最大值,如表1所示。

表1 各工況下最大變形量和應(yīng)力

從表1中可以看出,協(xié)同旋轉(zhuǎn)可以顯著減小船體的變形和內(nèi)部應(yīng)力水平,而單缸旋轉(zhuǎn)是以船體局部變形為代價(jià)完成運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的。

初始時(shí)刻船段水平坐墩在對(duì)中小車上時(shí),各小車球頭處于同一水平面內(nèi),并構(gòu)成封閉多邊形S。觀察表1中低應(yīng)力狀態(tài)的幾種工況,其共同點(diǎn)是球頭達(dá)到目標(biāo)位置后構(gòu)成的新多邊形S′相對(duì)于S僅發(fā)生剛性變換,即球頭間的相對(duì)位置關(guān)系保持不變,而單缸旋轉(zhuǎn)、單角頂升和對(duì)角扭轉(zhuǎn)這些工況破化了S:單缸旋轉(zhuǎn)下S實(shí)際發(fā)生了剪切變形,單角頂升和對(duì)角扭轉(zhuǎn)工況下球頭甚至不再構(gòu)成同一平面。于是可以得出總段低應(yīng)力調(diào)姿指令準(zhǔn)則:全體小車球頭應(yīng)始終維持一剛性平面內(nèi),且相對(duì)位置關(guān)系不變。

3 運(yùn)動(dòng)指令解算和油缸運(yùn)動(dòng)控制

總段調(diào)姿可分為漸進(jìn)調(diào)整和連續(xù)調(diào)整2種模式。漸進(jìn)調(diào)整即首先通過上文所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)作使船段四角水平,再通過副缸推動(dòng)使中心線對(duì)齊,最終通過行走單元完成總段合攏[6]。每臺(tái)車需要的運(yùn)動(dòng)指令包括3個(gè)油缸的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)(dx,dy,dz)和運(yùn)行速度(vx,vy,vz),參考低應(yīng)力調(diào)姿指令準(zhǔn)則,可以按照下列步驟計(jì)算漸進(jìn)調(diào)姿指令:

a.根據(jù)姿態(tài)偏差(來自跟蹤儀或人工測(cè)量)判斷所需調(diào)姿動(dòng)作(平移/旋轉(zhuǎn))、運(yùn)動(dòng)方向(平動(dòng)軸/旋轉(zhuǎn)軸)和調(diào)整量大小(根據(jù)參考點(diǎn)偏差確定)。

b.若平動(dòng)則根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向選定對(duì)應(yīng)油缸,給每臺(tái)車下達(dá)相同的油缸目標(biāo)位置和運(yùn)動(dòng)速度即可。

c.若旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則根據(jù)已確定的旋轉(zhuǎn)軸位置將船體三維旋轉(zhuǎn)簡(jiǎn)化為二維旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)以繞Z軸旋轉(zhuǎn)為例說明計(jì)算方法:圖6為球頭所在XY平面的俯視圖,O點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心,R為指令參考點(diǎn),A、B點(diǎn)為其中2臺(tái)小車的頂升點(diǎn),設(shè)下達(dá)的指令是R點(diǎn)繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)dR,則A、B點(diǎn)的總運(yùn)動(dòng)量為

圖6 協(xié)同旋轉(zhuǎn)指令計(jì)算

(8)

考慮到相對(duì)于船體尺寸,每次旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶來的角度變化很小(1°以內(nèi)),A點(diǎn)的速度夾角θ可以視為不變,則A點(diǎn)x、y缸的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)為

(9)

類似的,可以計(jì)算得到B點(diǎn)各油缸的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。A、B點(diǎn)的運(yùn)行速度應(yīng)該遵循的比例關(guān)系為

(10)

上述計(jì)算中l(wèi)1、l2、lr、θ等結(jié)構(gòu)特征量均可通過小車組網(wǎng)定位器提前標(biāo)定得到。

連續(xù)調(diào)整模式是指直接調(diào)整船段6個(gè)自由度的整體姿態(tài),理論上通過三自由度液壓小車可以實(shí)現(xiàn)一步到位[7]。該模式下的調(diào)姿指令計(jì)算方法如下:

b.記第i臺(tái)車當(dāng)前狀態(tài)下的球頭坐標(biāo)為Api(Ax,Ay,Az),該車球頭的目標(biāo)位置為Bpi,則油缸運(yùn)動(dòng)目標(biāo)為

(11)

c.各油缸的運(yùn)動(dòng)速度可以通過指定合適的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t計(jì)算得到。

可以看出連續(xù)調(diào)整模式的運(yùn)動(dòng)指令計(jì)算相當(dāng)簡(jiǎn)單,但其對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的同步性和精確度要求較高,考慮到制造誤差和各車液壓系統(tǒng)的差異,實(shí)際應(yīng)用中基本不可能做到一步到位。相比之下,漸進(jìn)調(diào)整雖然運(yùn)動(dòng)指令計(jì)算較為煩瑣,但其將六自由度調(diào)姿分解為幾個(gè)子目標(biāo)逐個(gè)實(shí)現(xiàn),每個(gè)動(dòng)作只需要2個(gè)方向油缸協(xié)同運(yùn)動(dòng),顯然更具有可行性。因此在后續(xù)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)選擇漸進(jìn)調(diào)整模式。

在得到各油缸的位移運(yùn)動(dòng)指令后,通過速度-位置復(fù)合控制實(shí)現(xiàn)各液壓缸以設(shè)定速度完成給定位移的目標(biāo)[8]。具體實(shí)現(xiàn)流程為:

a.在指令剛下達(dá)時(shí),以速度前饋控制為主。首先根據(jù)位移指令xd計(jì)算出相應(yīng)的目標(biāo)速度vd。按照?qǐng)D7所示理想運(yùn)動(dòng)曲線,將每一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的目標(biāo)速度作為控制量輸入給PLC,再通過前文所述線性映射關(guān)系,PLC通過控制比例換向閥開度控制油缸速度。從速度曲線可以看出,在接近目標(biāo)位置時(shí)速度前饋量將會(huì)很小,實(shí)現(xiàn)了由速度控制到位置控制的切換?？紤]到加速時(shí)間較短,可以認(rèn)為在速度前饋起作用的過程中油缸保持勻速運(yùn)動(dòng)。

圖7 理想油缸運(yùn)動(dòng)曲線

b.位移控制的輸入信號(hào)為速度設(shè)定信號(hào)的積分值。相比于直接將目標(biāo)位置作為輸入信號(hào),這樣做的好處是在運(yùn)動(dòng)初始階段位置閉環(huán)誤差很小,保證速度控制起主要作用。而在接近目標(biāo)位置后,積分量等于目標(biāo)位置,保證了油缸最終到位的準(zhǔn)確性。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與性能分析

本文所設(shè)計(jì)的三自由度液壓小車目前已有4臺(tái)組裝調(diào)試完畢,可用于相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖紫仁球?yàn)證液壓系統(tǒng)速度控制的準(zhǔn)確性,然后通過執(zhí)行一系列調(diào)姿動(dòng)作驗(yàn)證低應(yīng)力調(diào)姿指令的準(zhǔn)確性及船體變形情況。實(shí)驗(yàn)所用船段與有限元仿真所用三維模型一致,所用4臺(tái)對(duì)中小車頂升位置選擇在船體結(jié)構(gòu)剛度較強(qiáng)的肋位1、肋位2處。所用測(cè)量設(shè)備為L(zhǎng)eica AT960激光跟蹤儀,具備靶標(biāo)追蹤及自動(dòng)掃描功能。

4.1 油缸速度控制系數(shù)標(biāo)定

在小車空載狀態(tài)下,不斷調(diào)節(jié)PLC控制信號(hào)輸出值,記錄對(duì)應(yīng)的油缸運(yùn)動(dòng)速度。由于油缸有桿腔和無桿腔的截面積不同,油缸正反向的速度曲線也存在差異。由測(cè)量結(jié)果可以看出3個(gè)油缸的正反向運(yùn)動(dòng)速度與PLC的輸出信號(hào)間均呈現(xiàn)較好的線性相關(guān)。由式(6)和式(7)計(jì)算出來的理論系數(shù)與標(biāo)定結(jié)果對(duì)比如表2所示。

表2 速度控制系數(shù)理論值與標(biāo)定值對(duì)比

造成理論值與標(biāo)定值之間偏差的原因?yàn)?一方面,考慮到實(shí)際油缸運(yùn)行存在摩擦、振動(dòng)和壓力損耗等情況,理論結(jié)果不一定準(zhǔn)確;另一方面,標(biāo)定的速度值是通過測(cè)量一定時(shí)間內(nèi)的位移得到,該過程中油缸顯然不是全程勻速運(yùn)行。從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā),應(yīng)選擇標(biāo)定結(jié)果用于后續(xù)的速度控制。

4.2 總段低應(yīng)力調(diào)姿實(shí)驗(yàn)

初始時(shí)船段坐落于鋼墩上,將靶球安裝至各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位并架設(shè)激光跟蹤儀,測(cè)量場(chǎng)建立后令小車同步頂升,直到船段重量完全由小車承擔(dān),掃描此時(shí)的測(cè)量點(diǎn)并記錄為基準(zhǔn)狀態(tài)。接下來按照預(yù)先設(shè)計(jì)的頂升工況群控對(duì)中小車,待動(dòng)作執(zhí)行完畢使用跟蹤儀掃描各工況下的測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過程所用調(diào)姿指令如表3所示。

表3 低應(yīng)力調(diào)姿實(shí)驗(yàn)指令

首先需要驗(yàn)證調(diào)姿動(dòng)作的執(zhí)行效果,取表3中狀態(tài)序號(hào)0、3、4下的特征點(diǎn)數(shù)據(jù),用3、4數(shù)據(jù)減去初始狀態(tài)參考值得到坐標(biāo)差值,如表4所示。

表4 不同姿態(tài)下特征點(diǎn)與初始狀態(tài)坐標(biāo)差

狀態(tài)3對(duì)應(yīng)的調(diào)姿動(dòng)作是繞X軸協(xié)同旋轉(zhuǎn),可以看出各點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)通過Y、Z缸的協(xié)同運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn),符合低應(yīng)力調(diào)姿指令準(zhǔn)則。由于旋轉(zhuǎn)軸位于船段中心,觀察測(cè)量點(diǎn)的分布規(guī)律可知各點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)軸的投影距離接近,因此,各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)向量模長(zhǎng)均為5 mm左右。Z軸運(yùn)動(dòng)量的分布說明該調(diào)姿動(dòng)作較好實(shí)現(xiàn)了所下達(dá)指令的意圖(左低右高)。

狀態(tài)4對(duì)應(yīng)的調(diào)姿動(dòng)作是繞Y軸旋轉(zhuǎn),根據(jù)前文分析,考慮到船段尺寸和俯仰角,該旋轉(zhuǎn)在X軸上的分量可以忽略,但是3～5號(hào)點(diǎn)在X軸方向存在較明顯位移,可能是由于中軸線發(fā)生了局部形變。從Z軸運(yùn)動(dòng)量可以看出該調(diào)姿動(dòng)作較好實(shí)現(xiàn)了艏部抬高10 mm,艉部降低5 mm的目標(biāo)。

上述結(jié)果說明三自由度液壓系統(tǒng)及配套控制算法能準(zhǔn)確執(zhí)行需要的調(diào)姿動(dòng)作,接下來還需要驗(yàn)證該系統(tǒng)是否能夠保護(hù)總段不發(fā)生額外頂升變形。該項(xiàng)指標(biāo)使用特征點(diǎn)平均匹配誤差評(píng)估:將各調(diào)姿動(dòng)作后的特征點(diǎn)云分別與初始點(diǎn)云匹配,使用SVD分解得到最優(yōu)齊次變換[9],將初始點(diǎn)云變換后的結(jié)果與特征點(diǎn)云求差,誤差越大說明特征點(diǎn)內(nèi)部發(fā)生的局部變形越大[10],匹配結(jié)果如表5所示。

表5 各調(diào)姿指令下特征點(diǎn)變形情況

由表5可知,單缸旋轉(zhuǎn)、單角頂升和對(duì)角扭轉(zhuǎn)這些未遵循低應(yīng)力準(zhǔn)則的調(diào)姿指令的平均匹配誤差均在0.5 mm以上,與表1中有限元分析結(jié)果相符?？梢宰C明本文提出的低應(yīng)力控制方案能有效避免局部變形,保持船段內(nèi)部低應(yīng)力狀態(tài)。

5 結(jié)束語

針對(duì)現(xiàn)有總段對(duì)接工藝中缺乏應(yīng)力應(yīng)變控制的現(xiàn)狀,本文設(shè)計(jì)了一種具備三自由度油缸協(xié)同運(yùn)動(dòng)能力的液壓小車系統(tǒng),通過特定油路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)PLC控制信號(hào)直接控制油缸運(yùn)動(dòng)速度的功能。在此基礎(chǔ)上對(duì)總段頂升常見工況進(jìn)行了有限元仿真,結(jié)合仿真結(jié)果提出了低應(yīng)力調(diào)姿指令準(zhǔn)則,并給出了具體指令計(jì)算方法和油缸控制流程。

本文提出的總段低應(yīng)力調(diào)姿技術(shù)對(duì)于保持船段外形的完整性和內(nèi)部的低應(yīng)力狀態(tài)有著重要作用,該技術(shù)可以解決原有調(diào)姿方案中由于頂升狀態(tài)不合理帶來的船體局部變形和應(yīng)力集中,能有效提高對(duì)接精度,保證整船的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。