【摘要】： 海洋石油平臺數(shù)控切割系統(tǒng),是海洋工程裝備的關(guān)鍵設(shè)備,其完成的工序質(zhì)量直接影響整個平臺的可靠性。然而,我國的管材相貫線切割技術(shù)起步較晚[1],將該技術(shù)投入海洋石油平臺建造領(lǐng)域的企業(yè)更是寥寥無幾,國內(nèi)該領(lǐng)域依舊主要依賴進(jìn)口設(shè)備。見諸報道的也只是為國外進(jìn)口切割機(jī)度身定制的軟件系統(tǒng)[2],尤其相關(guān)管材切割工藝還停留在基于多年前相貫線切割機(jī)割炬單傾角擺動的構(gòu)型基礎(chǔ)上的切割角近似切割的陳舊工藝,工藝并不完全遵循曲面的幾何性質(zhì),不利于管節(jié)點(diǎn)焊接時的曲面匹配,顯然無法跟上海洋石油深水、超深水平臺日益提高的管節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度要求。進(jìn)一步的,海洋石油平臺是一項(xiàng)浩大的工程,其復(fù)雜結(jié)構(gòu)往往需要大量高強(qiáng)度且原材料成本昂貴的鋼管件搭建而成。然而,基于工程省料目的、基于三維空間的鋼管件數(shù)控切割套料模塊在國內(nèi)尚屬技術(shù)空白點(diǎn)[3],無形中使企業(yè)在管材切割過程中浪費(fèi)了大量的毛坯料,增加了高昂的不必要的成本開銷。 通過與國內(nèi)數(shù)控相貫線切割機(jī)制造企業(yè)合作,本課題研發(fā)了與國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控相貫線切割機(jī)相匹配的海洋石油平臺數(shù)控切割系統(tǒng),包攬了:從DXF單線圖以及輔助的特殊管節(jié)點(diǎn)幾何模型補(bǔ)充模塊獲取模型參數(shù)、管節(jié)點(diǎn)精確幾何建模、管件數(shù)控切割仿真及割炬運(yùn)動控制、數(shù)控切割套料優(yōu)化完整的制造過程。 其中,基于現(xiàn)今國產(chǎn)數(shù)控相貫線切割機(jī)普遍配備雙傾角構(gòu)型割炬的技術(shù)特點(diǎn),對傳統(tǒng)的切割工藝進(jìn)行了改進(jìn)——將傳統(tǒng)切割工藝中的幾何近似部分進(jìn)行精確幾何建模,獲得精確幾何解,并以雙傾角構(gòu)型割炬實(shí)現(xiàn)基于該精確解的切割角的精準(zhǔn)切割,使工藝完全遵循曲面的幾何性質(zhì)。進(jìn)一步的,通過軟件實(shí)例仿真,表明使用該切割工藝能有效減少管件端面的有效切割長度,提高切割速度及切割時間效率。其次,本課題針對這種新工藝設(shè)計了一種能實(shí)現(xiàn)該工藝的結(jié)構(gòu)簡單、自重小、性能可靠的雙傾角構(gòu)型割炬回轉(zhuǎn)裝置。另外,創(chuàng)新性的研發(fā)了管材切割套料模塊,操作簡便,經(jīng)過軟件仿真實(shí)驗(yàn)證明,算法穩(wěn)定可靠并有效減少了毛坯料消耗。
【圖文】：

圖 1-1 海洋石油平臺Fig.1-1 Offshore platform平臺數(shù)控切割系統(tǒng)研究現(xiàn)狀油平臺“高級鋼鐵裁縫”的數(shù)控相貫線切割機(jī)，是石設(shè)備，然而，直到 1999 年，我國才研制出第一臺國

石油平臺模型
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：P75;TG48

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 秦元飛;海洋平臺導(dǎo)管架建造CAD/CAM技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2012年

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本文編號：2624908