[发明专利]曲面柔性支撑方法

说明书

技术领域

本发明涉及大型物体作业的支撑方法，尤其是大型船舶船体曲面分段制造中曲面钢板的支撑。

背景技术

目前，类似曲面的支撑在被支撑体刚度较好的情况下采用3点支撑最为简单易行，对于大面积曲面钢板，其长宽尺寸远大于厚度，3点支撑变形较大，多采用多点支撑，支撑点的高度调节采用手工调节，很不方便，已公开的《多点浮动式柔性支撑装置》(CN2011101072535)发明申请是一种操作相对较方便的支撑，但因支柱浮力所限仅适合较轻物体的支撑，其使用面较窄。

发明内容

本发明采用液压支柱(下或称液压缸)组成阵列，将阵列液压支柱进行分区，以3点支撑可得到静平衡的原理，对可支撑范围内的液压支柱依三点支撑的原理进行区域划分，每个区域内的所有液压缸的承载工作腔通过管路相互连通，分区之间管路不通。同一区域内的液压缸通过管路连通后，在连通管路密闭的情况下，连通的液压缸工作腔总容积不因载荷变化而发生变化，各液压缸的伸长以受到作用力为止，作用力的大小取决于作用面积，无论作用面积大小，当区域内液压支柱支撑重物而承受载荷时，其全部液压支柱抵住重物时压力方可建立，所以所有液压缸均是伸出的，且以抵住被支撑物为目标，当作用力合力与被支撑物重心不合时，将会颠覆。为达到均载的目的，液压缸的作用面积应该是一致的。同一区域的液压缸在支撑重物时，其姿态可以随外力改变，如同跷跷板，两人坐在跷跷板上，当两人均不出力时，跷跷板的姿态取决于重心位置，当其中一人蹬到地面时，跷跷板的姿态取决于蹬地的力。或者可以理解为，一个区域中连通的支柱，虽然对被支撑物体是多点支撑但其对地却好似一个大球铰，这就是“依三点支撑”中的一个点(下称合支点)，如此独立的3个分区好似3点支撑。改变区域中液压缸的总容积可以改变合支点的支撑高度，分别调整3个区域的总容积，可以调整被支撑物体的姿态，以下把这种依三点支撑的原理划分的区域称作作用区。

对于大型船舶船体分段制造中两块曲面钢板拼焊时，两块钢板分别采用上述方法支撑，其组成的油缸阵列大于两块钢板的支撑面积，作为柔性制造单元，要求总面积能够覆盖一定的范围，对于不同大小不同曲率的板均需分别支撑后使对接边对齐以便于施焊，为达到此目的，将阵列支柱似羽毛球场地般分成6个作用区，中界线将整个阵列分成了两个工作区，分别支撑两块曲面钢板，每个工作区分成3个作用区，距中界线较近的一个区为“球场中线”上的一个合支点，距离中界线较远的两个区分立在“球场中线”的两侧，船体的长度方向与中界线平行，宽度方向与“球场中线”平行，分别调整“后区(球场术语)”两个合支点的支撑高度(液压缸总容积)，可以调整钢板的俯仰(相对船体而言)，调整“前区”合支点的支撑高度(液压缸总容积)，可以调整钢板的侧倾(相对船体而言)程度。所以将调整俯仰的两个区放在后区，原因是船体的侧舷板在后区，侧舷板在投影面内的单位重量大于中间部位，钢板的重心偏向后区，距离重心较近的位置调整俯仰对于依靠自重放置在支撑上的物体来说是必要的，远离重心或许会调整时由于摩擦力的缘故使未调成“俯仰”而调成“侧倾”。对于不同大小的钢板，支撑面会发生变化，仍以羽毛球场地划区，可支撑面积如同单打边界线和双打后发球线所包围的区域，可支撑面内的区域划分为6个作用区，可支撑面外区域内的液压缸可全部缩回。