一种基于表面向量斜率差值比的水火弯板成形评价方法
【专利摘要】本发明公开一种基于向量斜率差值比率的水火弯板成形评价方法，主要应用于造船行业中基于水火板技术的船体外板整体弯曲成型工艺，其主要包括以下步骤：（1）在成形板上随机选点，并在标准板上找到与之相应的点；（2）分别求出成形板上点和标准板上对应点的向量斜率；（3）计算出随机选出的点与标准板上对应点的向量斜率差值比，若向量斜率差值比率小于10%，则说明该点与标准板上对应点匹配成功；（4）计算出成形板上匹配成功的点数占总点数的比重，完成成形评价。本发明以曲面上点的向量斜率为出发点，利用成形曲面上点的向量斜率与标准板上对应点的向量斜率做差值对比，能有效的对水火弯板成形效果进行判定和评价。
【专利说明】一种基于表面向量斜率差值比的水火弯板成形评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及大型复杂船体外板成形评价【技术领域】，特别涉及一种基于外表面向量 斜率差值比的水火弯板成形评价方法，主要应用于造船行业中基于曲率差值比的船体外板 曲面成形检测、评价领域。
【背景技术】
[0002]水火弯板也称线状加热成型（lineheating或lineheatofforming)，它是一 种利用金属板局部受热高温冷却后产生的局部热弹塑性变形而达到整体弯曲的一种成型 工艺。水火弯板成形工艺方法于二十世纪五六十年代起源于日本，由于加工快、操作灵活、 不需要其他设备及适于复杂形状的成形加工等优点，被迅速而广泛应用于世界各地的船厂 中，并成为了双曲度外板的主要加工方式。目前几乎所有的双曲度船体外板都是采用水火 弯板工艺形成的。
[0003] 水火弯板加工成形后需要进行成形效果评价，以衡量烧制效果。现今，还没有一个 很好的船体外板烧制效果评判标准，多数船厂是依据烧板师傅的经验来判定烧板成形是否 合格。虽然此方法拥有一定的临场判断优势，但却没有相关理论依据，没有量化的标准，稳 定性也不足，既不利于归纳总结，更不利于传承和规模化发展。
【发明内容】
[0004] 本发明提出一种基于表面向量斜率差值比的水火弯板成形评价方法，通过此方法 可对水火弯板成形效果进行判定和评价，解决了弯板烧制成形效果难以判定的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0006] -种基于表面向量斜率差值比的水火弯板成形评价方法，包括以下步骤：
[0007] (1)在成形板上随机选点，并在标准板上找到与之相应的点；
[0008] (2)分别求出过成形板上点与标准板上对应点的向量斜率；
[0009] (3)计算出随机选出的点的向量斜率差值比；
[0010] (4)计算出成形板上匹配成功的点数的与总点数比率，完成水火弯板曲面的成形 评价。
[0011] 优选的，在步骤（2)中，任选成形板上一点后，找到与之最近的另外两个非共线 点，则三个非共线的点可构成一个平面，求出该平面的法向量斜率，即为过成形板上该点的 向量斜率；
[0012]设该平面上三个点分别为A(Xi,y:，zD,B(x2,y2,z2),C(x3,y3,z3),则要求的法向量 方=(a，C)，则法向量与平面向量的乘积为0,即
【权利要求】
1. 一种基于表面向量斜率差值比的水火弯板成形评价方法，其特征在于，包括于以下 步骤： (1) 在成形板上随机选点，并在标准板上找到与之相应的点； (2) 分别求出过成形板上点与标准板上对应点的向量斜率； (3) 计算出随机选出的点的向量斜率差值比； (4) 计算出成形板上匹配成功的点数的与总点数比率，完成水火弯板曲面的成形评价。
2. 根据权利要求1所述的基于表面向量斜率差值比的水火弯板成形评价方法，其特征 在于，在步骤（2)中，任选成形板上一点后，找到与之最近的另外两个非共线点，则三个非 共线的点可构成一个平面，求出该平面的法向量斜率，即为过成形板上该点的向量斜率； 设该平面上三个点分别为A(Xi,ypzj,B(x2,y2,z2),C(x3,y3,z3),则要求的法向量 5 = (a，c)，则法向量与平面向量的乘积为0,即
将坐标带入计算得： (x2-x1)*a+(y2-y1)*b+(z2-z1)*c= 0 (x3-x2)*a+(y3-y2)*b+(z3_z2)*c= 0 (x1-x3)*a+(y1-y3)*b+(z1-z3)*c= 0 即K*X = 〇,再利用克莱姆法则，便求出a、b、c :
令法向量与Oxy平面所成倾斜角为a，则斜率k为倾斜角a的正切值，即
3. 根据权利要求2所述的基于表面向量斜率差值比的水火弯板成形评价方法，其特征 在于，在步骤（3)中，表面向量斜率差值比为成形板上点与标准板上对应点的曲率差值，与 标准板上对应点的曲率的比值，即 表面向量斜率差值比=A曲率/曲率 其中，A曲率为成形板上点与标准板上对应点的曲率差值的绝对值，即 A曲率=|曲率（成形板点）-曲率（标准板点）|。
4. 根据权利要求3所述的基于表面向量斜率差值比的水火弯板成形评价方法，其特征 在于，在步骤（4)中，逐个计算成形板上所有点的向量斜率差值比，取向量斜率差值比小于 设定阈值的点为合格点，即弯曲程度合格，该点匹配成功。再计算出匹配成功的点占总点数 的比重，即为整块板的成形匹配率，即 成形匹配率=匹配成功的点数/总点数。
【文档编号】B21C51/00GK104399777SQ201410715061
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】韦宝刚, 程良伦 申请人:广东工业大学