本發(fā)明涉及精度檢測，尤其涉及一種船舶結(jié)構(gòu)裝配精度檢測組件。

背景技術(shù)：

1、精度檢測技術(shù)領(lǐng)域涉及利用各種儀器和方法來測量和驗證結(jié)構(gòu)、裝置或系統(tǒng)的尺寸、位置和形狀等參數(shù)是否達(dá)到預(yù)定的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于制造業(yè)、機(jī)械工程、建筑和航空航天等多個行業(yè)，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量與性能，包括激光掃描、光學(xué)影像分析等現(xiàn)代技術(shù)手段，能夠提供非接觸式和高分辨率的測量結(jié)果，有助于在復(fù)雜結(jié)果的生產(chǎn)、裝配過程中實現(xiàn)精確控制，可以進(jìn)行快速檢測并提供實時反饋，從而提高生產(chǎn)效率和減少人為錯誤。

2、其中，船舶結(jié)構(gòu)裝配精度檢測組件是一種專為測量和驗證船舶結(jié)構(gòu)在裝配過程中的精度而設(shè)計的技術(shù)組件，主要用途是確保船舶各結(jié)構(gòu)部件在裝配時的對齊、間隙和整體尺寸精確符合設(shè)計要求，以保障船舶的結(jié)構(gòu)完整性和功能性能。通過使用此類精度檢測組件，可以有效預(yù)防因裝配誤差導(dǎo)致的安全隱患，同時提高船舶的制造質(zhì)量和工作效率。通常集成高精度傳感器和數(shù)據(jù)處理軟件，能夠?qū)ρb配過程中的偏差進(jìn)行實時監(jiān)控和分析，是船舶制造中不可或缺的工具。

3、現(xiàn)有技術(shù)在測量和驗證結(jié)構(gòu)、裝置或系統(tǒng)的尺寸、位置和形狀等參數(shù)時，盡管提供非接觸式和高分辨率的測量結(jié)果，但在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)和裝配過程中，難以全面覆蓋所有關(guān)鍵部位，導(dǎo)致某些細(xì)節(jié)缺陷未能及時發(fā)現(xiàn)。在實時反饋和處理速度上存在滯后，無法在裝配過程中即時糾正偏差，容易出現(xiàn)裝配誤差累積的問題?，F(xiàn)有技術(shù)在處理多源數(shù)據(jù)綜合分析方面不夠全面，單一技術(shù)手段難以覆蓋所有可能的裝配誤差類型，導(dǎo)致檢測結(jié)果的全面性和準(zhǔn)確性不足。這些不足之處會造成裝配過程中細(xì)節(jié)缺陷難以被發(fā)現(xiàn)和修正，影響船舶的整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量和性能，增加安全隱患，降低制造效率和產(chǎn)品可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種船舶結(jié)構(gòu)裝配精度檢測組件。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種船舶結(jié)構(gòu)裝配精度檢測組件包括：

3、聲波發(fā)射監(jiān)控模塊基于船體結(jié)構(gòu)裝配過程中的聲波頻率數(shù)據(jù)和時間戳，記錄分析裝配過程中的聲波頻率，結(jié)合記錄分析結(jié)果實時對比差異時間點的數(shù)據(jù)差異，識別潛在材料疲勞點，生成聲波差異數(shù)據(jù)；

4、焊接質(zhì)量分析模塊根據(jù)所述聲波差異數(shù)據(jù)，結(jié)合焊接區(qū)域的光譜圖像數(shù)據(jù)，對焊接質(zhì)量進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果比較差異焊點的溫度峰值和色譜分布，檢測船體結(jié)構(gòu)裝配時的焊接缺陷，輸出焊接缺陷檢測結(jié)果；

5、動態(tài)載荷評估模塊通過船體模型數(shù)據(jù)和實時載荷數(shù)據(jù)，計算船體結(jié)構(gòu)裝配中的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布，根據(jù)計算結(jié)果結(jié)合所述焊接缺陷檢測結(jié)果對載荷模型參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，評估載荷對裝配精度的影響，生成載荷響應(yīng)分析結(jié)果；

6、裝配精度檢測模塊根據(jù)所述載荷響應(yīng)分析結(jié)果，采用超聲波技術(shù)測量船舶裝配后的結(jié)構(gòu)變形，通過比較實際測量數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)模型數(shù)據(jù)的差異，評估結(jié)構(gòu)的實際裝配精度，生成船舶結(jié)構(gòu)裝配精度檢測結(jié)果。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述裝配過程中的聲波頻率的記錄分析步驟為：

8、定時采集船體結(jié)構(gòu)裝配過程中聲波的頻率數(shù)據(jù)和對應(yīng)時間戳，采用公式，

9、

10、其中，代表時間的調(diào)整后聲波頻率，為時間戳，為時刻實際測量的聲波頻率，是小正數(shù)，用于確保計算穩(wěn)定性，生成初步聲波數(shù)據(jù)集；

11、對所述初步聲波數(shù)據(jù)集進(jìn)行平滑處理，消除噪聲和短期波動，使用加權(quán)移動平均法，采用公式，

12、

13、其中，為平滑后的聲波頻率，為權(quán)重系數(shù)，影響平均過程中時間點的重要性，為時間點數(shù)量，生成平滑后的聲波數(shù)據(jù)集；

14、分析所述平滑后聲波數(shù)據(jù)集，確定顯著頻率變化點，使用差分法，采用公式，

15、

16、其中，表示檢測時間的頻率變化值，表示閾值，使用除法和絕對值強(qiáng)調(diào)變化的相對大小，標(biāo)識顯著變化點，生成顯著變化點數(shù)據(jù)集。

17、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述聲波差異數(shù)據(jù)的獲取步驟為：

18、基于所述顯著變化點數(shù)據(jù)集，計算連續(xù)時間點之間的頻率差異，采用公式，

19、

20、其中，表示時間點和之間的頻率差，使用分?jǐn)?shù)形式提供標(biāo)準(zhǔn)化的差異度量，分析每個時間點的頻率差異，生成頻率差異數(shù)據(jù)集；

21、對所述頻率差異數(shù)據(jù)集中的每個差異值進(jìn)行閾值比較，設(shè)定疲勞識別閾值，采用公式，

22、

23、其中，表示時間點的標(biāo)記結(jié)果，是設(shè)定的疲勞識別閾值，用于確定是否超過正常工作條件的頻率變化，生成疲勞點標(biāo)記數(shù)據(jù)集；

24、根據(jù)所述疲勞點標(biāo)記數(shù)據(jù)集，匯總所有標(biāo)記的疲勞點時間戳及其對應(yīng)聲波頻率，采用公式，

25、

26、其中，為所有被標(biāo)記為疲勞點的時間戳集合，整理形成聲波差異數(shù)據(jù)集。

27、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述焊接質(zhì)量的分析步驟為：

28、對所述聲波差異數(shù)據(jù)進(jìn)行累積處理，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)中的變化趨勢，采用公式，

29、

30、其中，表示累積聲波差異值，表示單個時間點的聲波差異，表示時間窗口大小，是放大系數(shù)，用于增強(qiáng)信號中的變化，是小常數(shù)，用于確保數(shù)值穩(wěn)定性和避免除零錯誤，生成累積聲波差異數(shù)據(jù)；

31、采集船舶結(jié)構(gòu)裝配過程中焊接區(qū)域的光譜圖像數(shù)據(jù)，應(yīng)用高斯濾波器對光譜圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，降低噪聲和增強(qiáng)數(shù)據(jù)質(zhì)量，采用公式為，

32、

33、其中，表示經(jīng)過高斯濾波處理的光譜數(shù)據(jù)的累積值，表示位置和時間的原始光譜數(shù)據(jù)，表示斯濾波的標(biāo)準(zhǔn)差，控制平滑的程度，表示數(shù)據(jù)中心偏移量，表示濾波范圍的邊界，生成平滑后的光譜圖像數(shù)據(jù)；

34、結(jié)合所述累積聲波差異數(shù)據(jù)和平滑后的光譜圖像數(shù)據(jù)，通過加權(quán)平均方法評估焊接質(zhì)量，采用公式，

35、

36、其中，表示焊接質(zhì)量量化評估值，和是調(diào)整累積聲波差異數(shù)據(jù)和平滑后的光譜圖像數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)的權(quán)重系數(shù)，生成焊接質(zhì)量評估結(jié)果。

37、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述焊接缺陷檢測結(jié)果的獲取步驟為：

38、基于所述焊接質(zhì)量評估結(jié)果，提取關(guān)鍵區(qū)域的溫度峰值和色譜分布，采用公式，

39、

40、

41、其中，和分別表示從焊接質(zhì)量評估結(jié)果中提取的對應(yīng)溫度和光譜數(shù)據(jù)，是光譜數(shù)據(jù)的平均值，是光譜數(shù)據(jù)點的數(shù)量，生成關(guān)鍵焊點溫度峰值和色譜分布標(biāo)準(zhǔn)差；

42、將所述關(guān)鍵焊點溫度峰值和色譜分布標(biāo)準(zhǔn)差與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，使用差異分析公式，

43、

44、其中，表示差異值，和是溫度和光譜數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)值，和是用于平衡溫度和色譜數(shù)據(jù)影響的權(quán)重系數(shù)，用于調(diào)整對比的敏感性，生成焊接缺陷差異分析結(jié)果；

45、根據(jù)所述焊接缺陷差異分析結(jié)果，分類焊接質(zhì)量，采用公式，

46、

47、其中，表示焊接區(qū)域的缺陷級別量化評估值，和分別是差異值在區(qū)域中的最小值和最大值，生成焊接缺陷檢測結(jié)果。

48、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述船體結(jié)構(gòu)裝配中的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布的計算步驟為：

49、整合船舶模型數(shù)據(jù)，包括幾何尺寸和材料屬性，使用有限元方法模擬應(yīng)力分布，計算公式為，

50、

51、其中，表示位置處的應(yīng)力值，是位置處的彎矩，是距離中性軸的垂直距離，是截面慣性矩，是局部載荷，是受力長度，是截面面積，是調(diào)整因子，用于調(diào)整的材料非線性特性，輸出船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布模型；

52、結(jié)合所述船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布模型，應(yīng)用實時載荷數(shù)據(jù)，更新模型應(yīng)力狀態(tài)，重新計算應(yīng)變，使用公式，

53、

54、其中，表示在位置和時間的應(yīng)變值，表示實時載荷數(shù)據(jù)，是實時應(yīng)力，是材料的彈性模量，是載荷敏感度因子，用于調(diào)整實時變化對船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)變的影響，輸出更新后的船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布模型；

55、根據(jù)所述更新后的船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布模型，計算關(guān)鍵區(qū)域的最大應(yīng)力，采用公式，

56、

57、其中，表示最大應(yīng)力值，是風(fēng)險調(diào)整因子，是臨界應(yīng)力值，生成應(yīng)力分布記錄。

58、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述載荷響應(yīng)分析結(jié)果的獲取步驟為：

59、分析所述焊接缺陷檢測結(jié)果，確定關(guān)鍵缺陷區(qū)域，調(diào)整載荷模型參數(shù)反映焊接質(zhì)量，使用公式，

60、

61、其中，是原始載荷模型參數(shù)，是焊接缺陷等級，是基礎(chǔ)調(diào)整系數(shù)，是二次影響系數(shù)，增加模型復(fù)雜化，反映缺陷的非線性影響，輸出調(diào)整后的載荷參數(shù)；

62、應(yīng)用所述調(diào)整后的載荷參數(shù)，更新結(jié)構(gòu)模型，重新評估結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形，使用公式，

63、

64、其中，是調(diào)整后的結(jié)構(gòu)變形量，是材料彈性模量，是截面面積，是受力長度，是變形放大因子，用于調(diào)整慮大載荷下的非線性變形影響，輸出調(diào)整后的結(jié)構(gòu)變形量數(shù)據(jù)；

65、綜合所述調(diào)整后的載荷參數(shù)、應(yīng)力分布記錄和調(diào)整后的結(jié)構(gòu)變形量數(shù)據(jù)，評估船舶結(jié)構(gòu)裝配精度及其對安全性的影響，使用公式，

66、

67、其中，表示綜合評估值，和是權(quán)重因子，用于調(diào)整應(yīng)力和變形對總響應(yīng)的貢獻(xiàn)，根據(jù)設(shè)計要求和安全標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整，是最大應(yīng)力，是允許應(yīng)力，是最大允許變形，是自然對數(shù)的底數(shù)，生成載荷響應(yīng)分析結(jié)果。

68、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述船舶結(jié)構(gòu)裝配精度檢測結(jié)果的獲取步驟為：

69、根據(jù)所述載荷響應(yīng)分析結(jié)果，在船舶關(guān)鍵結(jié)構(gòu)位置應(yīng)用超聲波設(shè)備，調(diào)整設(shè)備覆蓋整個檢測區(qū)域，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，計算聲波在材料中的傳播時間和速度，采用公式，

70、

71、其中，表示超聲波測量到的變形深度，是傳播角度，用于調(diào)整實際傳播路徑的影響，是介質(zhì)阻尼系數(shù)，用于調(diào)整超聲波在差異材料中的衰減，是超聲波速度，是超聲波往返時間，生成實測變形數(shù)據(jù)；

72、根據(jù)所述實測變形數(shù)據(jù)結(jié)合預(yù)設(shè)模型變形數(shù)據(jù)，比較與，采用公式，

73、

74、其中，表示變形差異值，是交互效應(yīng)系數(shù)，用于調(diào)整模型預(yù)測與實際數(shù)據(jù)之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)，表示模型預(yù)測的變形值，表示實際變形值，輸出變形差異數(shù)據(jù)；

75、根據(jù)所述變形差異數(shù)據(jù)，評估實際裝配精度，采用公式，

76、

77、其中，表示實際裝配精度值，為敏感度系數(shù)是穩(wěn)定性系數(shù)，用于調(diào)整裝配精度的穩(wěn)定性，生成船舶結(jié)構(gòu)裝配精度評估結(jié)果；

78、根據(jù)所述船舶結(jié)構(gòu)裝配精度評估結(jié)果，采用公式，

79、

80、輸出船舶結(jié)構(gòu)裝配精度檢測結(jié)果，其中，1代表合格，0代表不合格。

81、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：

82、本發(fā)明中，通過實時對比差異時間點的數(shù)據(jù)差異，能夠識別潛在材料疲勞點，確保裝配過程中的實時監(jiān)控和問題識別，結(jié)合焊接區(qū)域的光譜圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行焊接質(zhì)量分析，比較不同焊點的溫度峰值和色譜分布，檢測船體結(jié)構(gòu)裝配時的焊接缺陷，利用船體模型數(shù)據(jù)和實時載荷數(shù)據(jù)，評估載荷對裝配精度的影響，確保載荷評估的精準(zhǔn)性，通過比較實際測量數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)模型數(shù)據(jù)的差異，評估結(jié)構(gòu)的實際裝配精度，提高裝配精度檢測的準(zhǔn)確性，預(yù)防裝配誤差導(dǎo)致的安全隱患，確保船舶結(jié)構(gòu)的完整性和功能性能。