基于CATIA的船体三维建模及稳性计算

发布时间：2017-08-17 07:32

  本文关键词：基于CATIA的船体三维建模及稳性计算

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【摘要】：无论船舶在设计、建造还是营运过程中,船舶稳性都是受到普遍重关注的一个重要因素,船舶的稳性与其人员财产安全、安全运输以及保护海洋环境等密切相关。以往的船舶稳性计算通过数值积分实现的,而这种二维数值计算方法需要通过繁琐的输入加以实现造成其精确度欠缺。精确构建船舶模型是计算船舶稳性的一项基本工作,也是船舶后续设计的基础工作,所以船舶精确建模对于船舶设计结果的好坏显得尤为重要。随着计算机技术的发展,各种三维建模商业软件不断涌现,如何进行船舶快速准确的三维建模也成为船舶设计中一个重要问题。CATIA V5基于Windows操作系统上的三维设计软件,在航空领域应用很广且处于领导地位,但在船舶行业应用起步较晚一些,却也有针对造船诸如结构、电气、风管和管系设计的专用模块,具有较强的实用性。CATIA可在三维曲面设计方面灵活运用,能够有效地进行复杂型线及曲面光顺,并提供了二次开发的接口,为船舶三维模型的相关计算的二次开发提供了便利。传统上CATIA三维建模需要将船舶型值点逐个手动输入,操作繁杂且准确性低,增大了船舶相关计算的误差。为了解决以上难题,本文主要做了以下研究工作：(1)研究了船舶在CATIA模型中从线框模型到曲面模型再到船舶三维实体模型的建立,并借助于计算机语言Visual Basic 6.0对CATIA进行二次开发,实现了通过读取Excel中的型值表进行船舶三维曲面实体的快速建模。并对船舶快速分舱进行了必要的开发,减少重复性操作,简化建模过程,为后续的稳性计算提供数据模型。(2)基于所建立的三维曲面模型,二次开发了基于CATIA的肋骨型线图自动生成,以及进水角曲线的自动计算,使船舶的设计效率和质量得到提高。(3)实现基于三维模型的静水力性能计算,通过CATIA三维快速建模进而实现以模块化与流程化的方式进行相关静水力的计算,帮助设计人员从耗时、繁琐的设计过程中解脱出来,节省大量的人力与时间成本。(4)本文提出了基于CATIA二次开发的船舶大倾角稳性的计算方法,从而以自动化、参数化、可视化的方式快速实现相关命令。该系统界面简洁实用,易于操作运行且具良好人机交互性,使用者可通过简单的程序操作来快速完成船舶的稳性计算,大大减少计算时间提高工作效率,有效降低了成本和人力。
【关键词】：CATIA 三维建模 二次开发 船舶静水力 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】：2016
【分类号】：U661.22
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 选题背景及意义9-11
• 1.1.1 选题背景9-10
• 1.1.2 选题意义10-11
• 1.2 研究现状11-14
• 1.2.1 船舶完整稳性研究现状11-12
• 1.2.2 国内船舶CATIA二次开发研究现状12-14
• 1.3 论文研究内容14
• 1.4 论文结构14-16
• 2 CATIA船舶模块及二次开发16-29
• 2.1 CATIA概述16
• 2.2 CATIA船舶结构设计模块16-19
• 2.2.1 SFD基本结构设计模块17-18
• 2.2.2 SDD结构详细设计模块18
• 2.2.3 SR1结构设计模块18-19
• 2.3 CATIA二次开发概述19-28
• 2.3.1 CATIA二次开发方式19-20
• 2.3.2 CATIA二次开发操作层次关系20-23
• 2.3.3 CATIA二次开发关键技术23-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 船舶稳性29-39
• 3.1 船舶稳性概述29
• 3.1.1 稳性的计算过程29
• 3.2 稳性计算原理29-37
• 3.2.1 船舶静稳性变排水量计算法30-32
• 3.2.2 船舶静稳性等排水量计算法32-37
• 3.3 主要的稳性计算软件介绍37-38
• 3.3.1 NAPA简介37-38
• 3.3.2 Tribon简介38
• 3.3.3 COMPASS简介38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 CATIA船舶三维建模39-56
• 4.1 船体外形快速建模39-48
• 4.1.1 提取船舶型值39-42
• 4.1.2 船舶线框模型42-43
• 4.1.3 船舶曲面模型43-44
• 4.1.4 船舶实体模型44
• 4.1.5 船舶型线光顺44-48
• 4.2 生成肋骨型线48-51
• 4.3 船舶舱室划分51-55
• 4.3.1 建立船舶平面系统51-53
• 4.3.2 添加船体外壳划分舱室53-55
• 4.4 本章小结55-56
• 5 船舶静水力及稳性计算56-68
• 5.1 实船主尺度56-57
• 5.2 进水角计算57-61
• 5.3 船舶静水力计算61-63
• 5.4 船舶大倾角稳性计算63-67
• 5.5 本章小结67-68
• 结论与展望68-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74

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本文编号：687807