CATIA船舶结构设计模型与有限元模型数据转换

发布时间：2017-05-12 00:04

  本文关键词：CATIA船舶结构设计模型与有限元模型数据转换，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本文研究了一种在船体结构设计模型与结构有限元模型之间进行数据转换的技术,实现了基于结构设计模型的有限元网格模型的自动生成,解决了两种模型间结构件属性数据自动流通问题,避免了船体结构设计建模完成后对于自动生成的有限元网格模型再次定义网格单元属性数据的繁琐工作。 国内大多数船厂应用三维建模软件(如TRIBON、CATIA等)来建立船舶结构设计模型,进而基于该模型来定义、细化和生成建造信息与施工图纸。利用CATIA系统建立的船体结构设计模型,包含完备的几何信息和结构件属性信息,具备进行有限元网格划分的条件。基于此,本文通过在CATIA V5系统上进行二次开发,实现船舶总体结构的有限元网格模型的自动生成(局部辅助用手动交互调整)的技术。该技术降低了手动交互完成所有网格划分的工作强度,缩短网格模型准备工期,拓宽了船体结构设计模型的应用领域(即结构设计模型可同时支持有限元分析和后期的结构细化设计)。同时,构造并维护了结构设计模型与所生成的结构有限元网格模型间的精确映射关系,为构件属性信息传送给相应的有限元网格单元的自动处理奠定基础。 CATIA的船体结构建模定义了各构件相关的属性信息,存储在模型中,为保障完成后续或相关的结构设计分析工作所应用的其他软件系统方便地使用这些属性数据,本文开发了提取结构件属性信息并建立关系型数据库来集中存储、管理属性数据的程序模块。将结构属性数据库与船体结构测厚系统集成,进而支持测厚结果回馈到构件属性数据库,支持有限元网格单元属性的自动映射更新和修改。 本文又以结构件属性数据库为基础,通过接口软件开发,读取需要的属性数据,生成特定XML数据,基于该XML数据CATIA系统下二次开发实现构件信息及测厚信息自动生成为有限元网格单元属性定义。对于结构件测厚数据的使用,论文提出了按测厚点具体位置来区划结构件区域,进而赋予具体区域所属的网格单元合适的板厚数据的方法,比整个构件取测厚均值的方式更准确地反应营运船舶结构件剩余厚度分布的实际。 论文以某油船一货舱段结构为例,应用所研究的方法实现了结构有限元模型自动生成、自动划分网格及网格属性自动定义,并完成结构有限元静力分析计算,验证了该方法的可行性及高效性。
【关键词】：船舶 CATIA 结构 有限元 数据交换 二次开发
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U662
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 选题的背景与意义9-10
• 1.2 研究现状10-11
• 1.3 论文研究内容11-12
• 1.4 论文结构12-13
• 2 研究和开发的总体技术方案13-23
• 2.1 技术方案流程13-14
• 2.2 CATIA分析14-16
• 2.2.1 结构建模模块14-15
• 2.2.2 有限元分析模块15-16
• 2.3 CATIA二次开发工具16-18
• 2.4 XML文档技术18-19
• 2.5 关系数据库技术19-22
• 2.5.1 关系数据库原理19-20
• 2.5.2 SQL Sever数据库20-21
• 2.5.3 数据库访问技术21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 3 有限元网格自动划分技术23-35
• 3.1 船体结构模型特点23-24
• 3.2 SFD模型辅助功能模块开发24-29
• 3.2.1 构件命名功能模块开发24-27
• 3.2.2 结构件属性数据检测模块开发27-29
• 3.3 有限元网格自动划分技术及程序模块开发29-34
• 3.3.1 有限元网格自动划分29-33
• 3.3.2 FEM模型与SFD模型一一映射关系建立33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 船舶结构件数据库35-44
• 4.1 船体结构件属性信息数据库设计35-37
• 4.1.1 数据库功能描述35
• 4.1.2 数据库表结构35-37
• 4.2 数据来源37-40
• 4.2.1 结构模型属性数据38-39
• 4.2.2 测厚模型数据39-40
• 4.3 构件属性数据管理应用程序开发40-43
• 4.3.1 程序功能介绍40-41
• 4.3.2 程序界面浏览41-43
• 4.4 本章小结43-44
• 5 有限元网格单元属性数据定制44-51
• 5.1 属性数据XML文件格式44-45
• 5.2 属性数据程序自动生成45-48
• 5.2.1 利用模型数据生成网格属性文件45-46
• 5.2.2 利用测厚数据细化区域生成网格属性文件46-48
• 5.3 有限元属性数据导入SFD模型中48-50
• 5.4 本章小结50-51
• 6 应用实例51-55
• 6.1 结构件属性数据文件、材料文件载入51
• 6.2 有限元模型自动生成和应用51-52
• 6.3 与其他专业有限元计算软件比较52-54
• 6.4 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-58
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况58-59
• 致谢59-61

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 朱苏;柳存根;;基于中间平台的船舶CAD/CAE模型转换研究[J];造船技术;2011年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 朱苏;基于中间平台的船舶CAD/CAE模型转换研究[D];上海交通大学;2011年

2 周虹;高速列车多体动力学参数提取与模型转换关键技术研究[D];浙江大学;2012年

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本文编号：358334