基于CATIA三维建模的船舶稳性计算方法研究

发布时间：2017-04-27 11:03

  本文关键词：基于CATIA三维建模的船舶稳性计算方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：船舶稳性一直是衡量船舶安全性能的重要指标,它关系到船舶的人员财产安全、船舶的运输安全以及海洋环境保护等各个方面,所以在船舶的设计阶段对船舶稳性的快速计算就尤为重要。在传统的稳性计算方法中,在确定船舶自由浮态状态下的各项几何要素时,是利用二维的线框模型计算,通过水线与横剖线确定交点区间后求得水线与船舶插补函数的交点,通过数值积分的办法进行计算。这么做的缺点是,二维方法进行数值计算的精度往往取决于所选择的积分数据点数量和积分方法,输入繁琐,精度不高。以船舶的型排水体积V为例,在通过二维方法进行数值计算时,选择的横剖面数量越多计算结果精度越高。随着计算机技术的不断发展,船舶三维建模能力不断增强,船舶稳性的计算工作也逐渐的从二维转向三维,通过必要的二次开发,计算稳性和其他性能成为可能。CATIA作为一款强大的三维曲面设计软件能够进行有效的型线及曲面光顺,并提供了二次开发的接口,为基于船体三维模型的稳性计算提供了平台,本文所做主要研究工作如下：(1)基于CATIA平台,研究了船舶从线框模型到船舶实体模型的建立过程,并通过VB在CATIA平台下进行二次开发,实现了船舶三维曲面实体的快速建模,减少重复性操作,简化建模过程,为后续的稳性计算提供三维数据模型。(2)提出了在CATIA平台中自由浮态下确立水线面位置的方法(水线面的三维空间问题),在此基础上实现了任意浮态下的水线面与船体曲面求交,对船舶实体进行切割运算,提取稳性计算中需要用到的几何要素,包括水线面面积、水线面惯性矩、排水体积及浮心位置等。(3)基于上述方法实现船舶任意浮态下的静水力要素计算和完整稳性计算,通过对海域看护船实例的计算证明本文提出方法的可行性,且计算精度较高,并能为后续的破舱稳性计算提供基础。
【关键词】：船舶设计 CATIA 三维模型 VB 几何要素 完整稳性
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U661
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外稳性研究概况10-15
• 1.2.1 完整稳性研究概况11-13
• 1.2.2 破舱稳性研究概况13-14
• 1.2.3 稳性计算方法概述14-15
• 1.3 CATIA二次开发研究概述15-16
• 1.4 稳性研究的发展趋势16-17
• 1.5 论文主要内容17-18
• 2 完整稳性与破稳性计算原理18-31
• 2.1 稳性的计算过程18
• 2.2 稳性计算原理18-29
• 2.2.1 浮态角参数和坐标变换矩阵19-22
• 2.2.2 基于逐次线性方法的稳性计算22-27
• 2.2.3 基于非线性规划方法的稳性计算27-29
• 2.3 本章小结29-31
• 3 软件及开发工具选取31-37
• 3.1 主要的稳性计算软件介绍31-33
• 3.1.1 NAPA简介31-32
• 3.1.2 TRIBON简介32
• 3.1.3 MAXSURF简介32-33
• 3.2 CATIA介绍33-34
• 3.3 CATIA的二次开发技术34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 基于CATIA的三维建模方法及曲面求交37-57
• 4.1 基于CATIA的三维建模方法37-44
• 4.1.1 船舶实体模型建立过程37
• 4.1.2 线框模型37-41
• 4.1.3 曲面模型41-43
• 4.1.4 实体模型43-44
• 4.2 基于CATIA进行曲面求交44-52
• 4.2.1 CATIA中建立水线面44-48
• 4.2.2 水线面与船体求交48-51
• 4.2.3 几何要素提取51-52
• 4.3 自由浮态计算52-56
• 4.3.1 计算完整船自由浮态下水线面位置52-53
• 4.3.2 算例验证53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 5 完整稳性计算及算例57-72
• 5.1 大倾角稳性计算57-58
• 5.2 编制程序58-60
• 5.2.1 程序结构框图58-59
• 5.2.2 程序界面59-60
• 5.3 海域看护船算例60-71
• 5.3.1 海域看护船的主尺度60-61
• 5.3.2 静水力计算结果及分析61-64
• 5.3.3 完整稳性计算结果及分析64-71
• 5.4 本章小结71-72
• 总结与展望72-74
• 参考文献74-77
• 致谢77-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 王彩莲;浅谈船舶应用软件NAPA[J];船舶;2004年03期

2 张永涛;刘欣;潘若刚;;基于CATIA V5二次开发平台的飞机燃油质量特性分析[J];飞机设计;2009年03期

3 殷晓飞;任晓丹;;基于VB外点惩罚函数法的实现[J];装备制造技术;2011年03期

4 张恭;胡铁牛;;船舶破舱浮态方程求解范围研究[J];海洋工程;2011年03期

5 刘烽杰;;船舶稳性研究[J];中国水运(学术版);2007年10期

6 何朝良;杜廷娜;张超;;基于CAA的CATIA二次开发初探[J];自动化技术与应用;2006年09期

7 马坤,张明霞,纪卓尚,林焰;非线性规划法计算船舶稳性[J];中国造船;2003年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 杨帆;舰船破舱稳性实时计算方法研究[D];大连理工大学;2006年

  本文关键词：基于CATIA三维建模的船舶稳性计算方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：330473