无锚台或锚穴的船舶锚系设计及应用研究

传统的船舶通常设置锚台(锚唇)或者锚穴,以便锚与锚穴或锚台(锚唇)很好地贴合,但如能利用船舶首部的结构外飘型线,通过不设置锚台(锚唇)或锚穴,而让锚冠及锚爪直接与外板接触,便能有效降低船舶的建造成本并缩短建造周期。然而这样对于船舶首部的型线设计、锚端链节设计、锚型式的选择、锚冠及锚爪接触处外板强度等要求都不同于传统。文章以国外示例,结合实船效果展示,对无锚台(锚唇)或锚穴的船舶锚系设计方法进行研究,通过逆向工程分析并充分利用三维仿真设计软件,在满足入级船级社规范要求的前提下,探索出无锚台(锚唇)或锚穴的船舶锚系设计方法。     

基于三维CAD模型的复杂艏、艉船型曲面快速光顺方法及实现

利用船舶型值和复杂艏、艉特征参数等数据,结合三维CAD设计软件进行初步建模,提出一种基于三维CAD软件模型的复杂艏、艉船型曲面快速光顺方法,实现复杂艏、艉船型曲面的快速三向光顺。利用生成的光顺仿真模型和曲面求交算法,获得艏、艉部位任意型值点数据。该方法将拼接和光顺处理分为三个阶段来实现,即曲面重建、G1光顺拼接、曲面微调3个阶段。相较于三维CAD软件中基于单个控制点调整的曲面拼接光顺方法,该方法能够大幅提高曲面拼接与光顺的处理效率,同时曲面的内在连续性和型值点数据精度也得到了保证。     

关于锚唇的数学力学模型

为了完善锚唇的设计理论和取消拉锚试验,按船舶正常航行情况,总结了锚运动受力状态、船体型线和文献[1]、[2]三者之间相互制约的规律.对锚理论对称平面的形状、锚链与锚唇表面经常接触点的确定、锚爪与船体表面间的力系简化等问题,进行了分析研究,从而提出锚唇的数学力学模型。实践表明,该模型效果良好。     

57000吨级散货船锚唇设计及拉锚试验仿真分析

在分析传统锚唇设计及现行拉锚试验的基础上,针对5 70 0 0吨级散货船的锚唇,利用EDS的U GII软件对其实现参数化建模,并利用U G提供的二次开发功能,提供了简洁明了的操作界面;利用U G的MOTION模块在计算机上实现了整个拉锚过程的仿真,建立了一个较为完善、实用的拉锚仿真系统。     

基于链径的锚唇厚度基准研究

对比了大型船舶中不同锚唇设计的巨大重量差异,借助力学分析,形成了基于锚链等级与规格且简单易用的锚唇设计厚度基准表。通过对日韩锚唇设计数据比较,贴切吻合更趋安全。该表的推广使用有助于我国船舶减重降耗,从而得以降低成本提升效益。     

基于MATLAB与CATIA船用螺旋桨建模研究

通过分析螺旋桨的几何特征，依据MATLAB编程语言实现桨叶不同半径处三维型值点计算。同时，为提高不同半径处桨叶曲面连接光顺性，对相邻半径处曲面变化较大处增加半径条数，通过样条插值方法插值增加半径处的三维型值点数据，并将三维型值点以CATIA平台识别的特定格式文件输出，快速完成螺旋桨三维模型的绘制。结果表明：该方法减少了繁琐的计算与数据整理工作，提高了螺旋桨曲面光顺性与三维建模效率。     

基于高维数据点的玻璃钢船艇曲面建模方法研究

采用高维数据点丰富船体曲面型值点信息,借助数据库实现型值点数据的快速分类,提供玻璃钢船体自由曲面的三维建模流程,基于三维建模软件UGNX的二次开发,实现曲面的自动生成。为玻璃钢船艇的母型船变换,以及结构、舾装等设计提供真实的三维环境,大大提高玻璃钢船艇的设计效率和设计精度。     

应用UGNX二次开发实现玻璃钢船体曲面三维建模

在UGNX三维建模软件二次开发的基础上,采用高维数据点丰富船体曲面型值点信息,借助数据库实现型值点数据的快速分类,提供玻璃钢船体自由曲面的三维建模流程,从而实现船体的自动生成。为玻璃钢船艇的母型船变换,以及结构、舾装等设计提供真实的三维环境,大大提高玻璃钢船艇的设计效率和设计精度。     

基于NURBS表达的主船体虚拟分舱及舱容计算

在船体曲面、甲板面NURBS表达和内底内壳多面体表达,有效的平面与曲面求交算法和几何特性计算方法基础上,给出了任意形状舱室的舱容计算方法.根据围闭舱室的几何元素(舱壁、甲板、船体曲面或内底和内壳)不同,将舱室分为12种基本形状,只需要船体曲面的型值信息、舱壁位置或折点信息以及内底和内壳的折点位置信息,即可进行参数化虚拟分舱和舱容计算,避免繁琐的舱室型值信息的人工输入,减少人工工作量,提高工作效率.该方法可以计算任意液面包括任意倾斜液面下的舱容,计算结果精确,方法简洁,为船舶3D参数化设计奠定基础.     

消声瓦几何生成的测地线法

利用艇体外形曲面型值点阵,构造双三次准均匀B样条曲面的插值函数,再利用测地线微分方程进行测地线的数值求解,生成艇体曲面上任意点任意方向上一定弧长的测地线,用于绘制艇体曲面上消声瓦敷设后的三维边界曲线。对上述消声瓦三维边界曲线的几何生成方法进行了理论探讨,并利用M ATLAB语言进行了编程计算和图形输出。     

基于虚拟样机技术的VLCC锚系运动仿真研究

运用UG实现了290000吨VLCC锚系三维模型的虚拟设计和虚拟装配,并利用UG的motion模块对锚系起锚运动和锚一锚唇贴合状态进行了计算机仿真试验研究,实践表明,此项技术可以代替制作木模进行模拟拉锚确定设计方案的方法,提前预示实际安装时贴合不合理的情况出现,具有节省成本、减少工期、便于修改设计的优点,是值得在船舶行业推广使用的技术.     

浅谈Rhino软件在锚泊辅助设计中的应用

通过利用三维软件模拟手段,实现锚泊系统的优化选型及锚唇结构的优化设计,有效提高锚唇的设计精度.提前预示实际安装时可能出现的贴合不合理的情况,具有节省成本、减少工期、便于修改设计的优点.     

锚唇强度分析

结合标准校核原则和有限元法对锚唇进行强度分析,探讨内部筋板对锚唇厚度的影响,验证标准校核原则的合理性,解决锚唇设计整个周期面临的强度问题,内部筋板厚度的影响作为标准的补充,为锚唇设计和优化提供参考。     

海洋工程拖曳埋置锚结构强度与试验方法研究

针对拖曳埋置锚在海洋工程锚泊定位系统中结构强度的设计难点,以及缺少明确的试验方法问题,以某型拖曳埋置锚为研究对象,建立了简化的拖曳埋置锚结构强度分析模型,验证了不同工况下拖曳埋置锚的结构强度计算要点,总结了拖曳埋置锚设计要点与试验方法.结果表明:海洋工程拖曳埋置锚应计算关键剖面的结构强度,并通过试验验证其强度,试验验证负荷可取50％系泊链破断负荷,约束点取距锚爪尖端20％ ～30％的锚爪长度.     

基于UG的船舶锚系三维建库研究

深入研究并实现了运用UG的二次开发工具UFUN建立标准件库的技术,提出了利用微软基本类库 (MFC)实现UG对话框界面与后台数据库通信的方法,最后以船舶锚系为对象,实现锚系参数的选型计算及锚、 锚链、锚唇的三维全参数化建模。     

11万吨油轮锚唇外板水火加工质量的提高

11万吨油轮的锚唇是公司承建船舶中尺寸最大、厚度最厚、型线变化最大的锚唇。首制船的锚唇外板在水火加工过程中遇到了诸多的问题，尤其是水火加工后的安装过程，发现了型线与结构不符难以定位，边势弯曲及接缝凹陷等一系列质量问题。通过积极开展QC活动，小组成员共同努力，改进一系列水火加工方法，解决了上述质量问题。本文对如何改进加工方法，提高产品质量作了详细的阐述。     

船舶二维测距定位中的GDOP分析

为了明确测距定位系统中锚点位置分布对未知点定位精度的影响情况,通过理论分析和模拟试验的方法对二维测距定位系统的几何精度因子(geometric dilution of precision,GDOP)进行分析,给出GDOP的计算方法和与GDOP值相关联的直观物理意义。分析认为,在二维测距定位系统中,当锚点的数量N一定时,GDOP仅与从未知点到锚点的单位向量有关,且GDOP值的平方与未知点到锚点的单位向量所构成的所有三角形面积的平方和成反比。在设计定位系统时,GDOP的值越小,系统的定位精度越高。     

基于能量优化法的船型快速设计

为使船型设计不再局限于母型的束缚,能够根据设计参数快速生成光顺的船体曲面,基于对船体曲线特征的分析,给出了具体的船型设计参数,提出了利用能量优化方法,以船体曲线的曲率平方和最小为优化目标,求解基于NURBS表达的、光顺的船体型线的设计方法。该方法可以在插值点、导矢、曲率、面积及形心等相关约束下调整船体曲线的基本形状特征,保证船体曲面的光顺性,实现船体曲面的NURBS表达。通过对某一条船的设计,证明了该设计方法的可行性和实用性。     

船舶锚系三维放样设计与拉锚虚拟实验分析

以三维软件为平台建立船舶锚系的三维模型,将该模型转入到动力学分析环境,在动力学分析环境中对模型施加约束和力,进行动力学虚拟仿真实验,通过虚拟样机实验分析不同锚台对锚的运动及锚与锚唇贴合的影响.实验结果为锚系设计提供了参考依据.     

利用测地线生成消声瓦几何边线的方法研究

利用潜艇外形曲面型值点阵构造双三次准均匀B样条曲面的插值函数，再利用测地线微分方程进行测地线的数值求解，生成艇体曲面上任意点任意方向上一定弧长的测地线，用于绘制艇体曲面上消声瓦敷设后的三维边界曲线。对以上消声瓦三维边界曲线的几何生成方法进行了理论探讨，并利用MATLAB编程作为计算内核和图形输出，进行了初步实现和验证。