船体表面光顺程度是影响船舶性能的重要因素,因此船舶建造过程中需要加工大量的三维曲板。船体三维曲板大部分为不可展开的复杂曲面,加工难度大,工艺流程复杂,加工精度不易控制。曲板展开是船体三维曲板成型加工的先行工序,其展开效果影响后续的套料号料和曲板成型加工环节。船厂实际生产中曲板展开采用手工作图法进行,未充分考虑曲板展开环节对后续工序的影响,未能在曲板加工环节提供必要的方案决策支持,进而影响了曲板成型加工的效率。本文在船厂测地线法基础上提出单元等长展开方法,建立了船体三维曲板展开问题的多目标优化数学模型,并利用改进的多目标文化基因算法求解船体三维曲板展开问题,在获得的非支配解集中利用线性加权法或AHP法确定最终方案。结合船厂实际的应用场景,对单元等长法进行了适应性改进,提出可以为后续曲板热成型加工提供火路布置决策支持的展开方法。1、提出单元等长展开方法。按照展开前后单元长度恒定的展开原则对船体三维曲板进行展开,充分借鉴船厂测地线法确定展开基准线的方法,并在确定横向基准线的过程中引入迪杰斯特拉算法。利用帆型板和扭转板的展开试验,验证了单元等长法的有效性。2、建立船体三维曲板展开问题多目标优化数学模型。深入分析了船体三维曲板展开问题,从船厂实际工艺过程出发,提出采用面积误差、边缘线性和单元平均应变能三个指标,评价船体三维曲板展开效果。采用带有启发算子的MOMA算法对船体三维曲板展开优化模型进行求解,基于AHP法对多组求解所得方案进行选择,获得最终的展开曲面。通过多组对照试验,验证了算法的有效性。3、单元等长法的工程应用。根据船体三维曲板热成型工艺需求,对单元等长法进行适应性改进,开发出响应速度快,展开结果可以充分指导曲板热加工成型工艺火路布置决策。