基于逆向工程的船舶曲面数字化设计方法研究

发布时间：2020-04-05 04:17

【摘要】：近年来,随着科技的进步,逆向工程技术发展迅速,越来越多的行业利用逆向工程技术得到了全面的创新。由于其先进的技术以及创新性,逆向工程技术已广泛应用于汽车、航空航天、医学、文物修复等领域。在船舶设计建造中,新船型设计、建造质量检测以及零部件检测修复等过程都需要大量的人力和时间。为了加快吸收先进技术的脚步、缩短新船型的开发周期,提高船舶建造效率和质量,本文将逆向工程应用于船舶设计建造中,研究了基于逆向工程的船舶曲面数字化设计方法。本文主要对测量数据预处理、曲面重建和曲面参数提取这几个部分进行了研究。首先,获取了螺旋桨模型和船舶模型的点云数据。根据测量所得数据的特点,主要对点云数据预处理过程中的多视点云对齐、点云去噪和精简进行了研究,介绍了点云预处理的一般方法,用改进的ICP算法对齐了多视点云,用弦高差法对数据进行了去噪和精简。本文将这些点云处理方法应用于螺旋桨和船模的点云数据处理中,取得了较好的效果,预处理后的点云数据能够满足后期曲线拟合、曲面重建的精度要求。在数据预处理的基础上进行曲面重建,将预处理后的点云数据导入CATIA中,利用CATIA的数字编辑模块和强大的曲面造型功能重建螺旋桨和船模曲面。采用混合曲面造型方式,先对数据进行三角网格铺面,再根据点云数据的特征对数据进行分割并创建特征线框,在特征线框的基础上,用不同方式拟合曲面片并对曲面片进行裁剪和接合,得到了螺旋桨和船模的重建曲面。在完成曲面重建后,讨论了各个过程中误差产生的原因,并对重建曲面的光顺性和精度进行了分析评估。通过曲面相关评价,重建的螺旋桨和船模曲面的光顺性和精度都能满足要求。最后,结合CATIA二次开发技术提取了重建曲面的参数,用VB编程获取了螺旋桨和船模的三维型值点并生成了可用于再设计的二维型线图,以实现曲面再设计。在充分了解逆向工程关键技术的基础上,将逆向技术应用于船舶工程中,通过螺旋桨和船模曲面重建的具体实现过程,详细阐述了基于逆向工程的船舶曲面数字化设计方法,采用的方法对实际船型设计和建造检测有一定参考价值。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U662

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本文编号：2614527