基于CATIA V6的船舶结构有限元网格方法

CATIA作为一款通用的工业设计软件,在许多制造行业得到了广泛的应用。随着V6版本较之V5版本进一步的提升了结构模型转换FEM平面单元的能力,CATIA目前已能够实现船体结构模型直接生成有限元网格。通过深入应用CATIA V6,依靠软件强大的三维建模功能,能够极大的减少船体结构划分有限元网格工作的工时。同时利用关联设计复用以往模型,进一步提高FEM模型的生成效率。甚至能够为实现船舶结构设计CAD/CAE一体化的目标提供了具有可行性的研究路径。因而本文通过分析CATIA软件生成有限元网格机制,结合船舶结构有限元分析对生成网格的要求特点,确定了具有实践性的结构建模与网格划分方法。最后通过实践案例予以验证,结合网格质量检查与优劣势分析,基于CATIA平台为船舶结构快速生成有限元网格提供了一种较为高效的方法。     

基于中间平台的船舶CAD/CAE模型转换研究

如何提高有限元分析的前处理效率,一直是从事结构分析的工程师关注的问题.本文针对船舶CAD/CAE等为异构系统的特点,以中间平台为载体,研究如何将三维模型快速、高效地传输到有限元分析系统中,提出了一种船舶结构有限元模型快速生成的方法.基于该方法,按照面向对象的思想,开发了CAD/CAE模型数据转换中间平台FEMCS系统.     

基于CAD模型的船舶有限元建模方法

基于NX的三维CAD/CAE通用集成平台,提出一种基于CAD模型快速生成船舶结构有限元网格的方法,在CAD环境中将船舶中相交结构进行分割,建立相邻边的匹配关系,将CAD模型转换成多面体模型,在多面体模型中实现相交板架的缝合操作,最后生成有限元网格模型。以实际船舶模型为例进行测试,结果表明,该方法可以实现CAD模型与网格模型的自动关联,CAD曲面修改时网格模型可以自动更新,可有效提高网格的生成效率。     

基于参数化表达的船舶结构有限元分析方法

针对船舶的结构特点,文章提出了一种船舶结构参数化有限元分析方法,解决了常规方法中建模效率低以及建立的模型难以修改等问题.该方法运用面向对象的编程技术封装了建模过程中诸如网格划分、构件连接处理等复杂的操作,从而提高了建模的效率.采用参数化的方法建模,在设计的整个周期内都可以通过参数对整个船体结构模型进行修改.建立参数化结构模型与专业有限元软件的接口,通过有限元软件完成结构有限元分析.通过对一条散货船的有限元分析,证明了该方法相对于传统方法的优越性及其工程实用性.     

结构有限元模型局部细网格快速生成方法

在船舶结构设计环节,一般采用直接计算方法评估结构强度。对于应力集中区域,需采用子模型法进行细网格计算。考虑到这项工作繁琐费时,严重影响设计效率,提出一种快速生成结构有限元子模型局部细网格的方法。该方法基于"由几何生成有限元网格,并采用添加辅助硬线以保证网格质量"的思路。利用Visual Basic语言,基于Catia和Femap的二次开发功能,编制可靠、实用的程序,可极大地提高子模型的建模效率。以某集装箱船的舱口角隅为例,验证其可靠性和快速性。     

基于CAA的船舶结构自动建模技术研究

为了能够在CATIA软件中快速生成船舶结构模型,从而为船舶虚拟建造仿真提供产品模型,本文对基于CATIA二次开发工具CAA的船舶结构自动建模技术进行了研究。介绍了使用CAA C API进行软件开发的基础,并通过对船体结构特征的分析,详细描述了分段、板架和零件等各级船舶结构的建模流程,开发了船舶结构自动建模程序,最后用实例验证该方法的有效性。     

3D打印技术船舶三维建模设计

受到船舶结构数据测量与转换误差的影响,导致船舶三维模型存在完整性低、建模周期长的问题,为此利用3D打印技术建立船舶三维模型。首先测量船体结构的三维数据,并根据测量结果划分船舶结构。参数化计算组成船舶组件,利用3D打印技术生成船舶组件模型,并降低船舶结构模型误差。按照船舶组成结构连接各个组件,得出船舶三维建模结果。通过与传统建模方法的对比,设计方法得出三维模型的完整度提高了19.72,且建模周期有所缩短。     

船舶三维模型参数化设计技术开发及应用

本文介绍了船舶三维模型参数化设计中船型生成系统,船舶参数化分舱和稳性计算系统.船体结构参数化生成.有限元模型快速生成系统、船舶模型在各系统间无缝传递的实现等功能.给出了船舶三维模型参数化设计的应用案例,并展望其对我国数字化造船起到的推动作用及积极意义.     

船舶结构有限元模型局部修正方法研究

为了实现船舶结构有限元模型中开孔和趾端的快速建模,针对有限元网格的局部区域细化方法,基于Patran平台设计开发参数化建模程序。实测证明,该程序能够快速准确地创建开孔和趾端,在一定程度上减轻审图验船人员的繁琐重复劳动,提高审图效率。     

基于NX的船舶有限元前处理系统研究

以NX的CAD/CAE集成平台为基础,并利用其提供的二次开发技术实现船舶有限元的前处理系统。基于已完成的船舶设计系统,首先将设计模型转换成简化模型,并进行简化;然后简化模型转化成多面体模型,并进行相关的几何清理;最后使用自动化的网格剖分器生成有限元网格,并赋予单元属性。以一艘散货船为例,利用该系统进行三舱段建模,生成了理想化的网格。测试表明:系统可以满足船舶有限元建模的需求,同时有效提高建模的效率。     

A new rational-based optimal design strategy of ship structure based on multi-level analysis and super-element modeling method

A new multi-level analysis method of introducing the super-element modeling method, derived from the multi-level analysis method first proposed by O. F. Hughes, has been proposed in this paper to solve the problem of high time cost in adopting a rational-based optimal design method for ship structural design. Furthermore,the method was verified by its effective application in optimization of the mid-ship section of a container ship. A full 3-D FEM model of a ship,suffering static and quasi-static loads, was used as the analyzing object for evaluating the structural performance of the mid-ship module, including static strength and buckling performance. Research results reveal that this new method could substantially reduce the computational cost of the rational-based optimization problem without decreasing its accuracy, which increases the feasibility and economic efficiency of using a rational-based optimal design method in ship structural design.     

基于设计特征的FRIENDSHIP船型参数化方法及实现

船型设计是船舶总体设计中一项极其复杂且又重要的内容,船舶的结构设计、性能计算、总布置等都要以船型为依据,因此,如何实现船型参数化设计尤为重要。FRIENDSHIP系统为船型设计提供了基于Feature特征和仿真驱动设计的参数化方法和实现机制。在对船型参数化基本理论———特征参数、特征曲线和曲面生成等进行详细阐述的基础上,以某型船艉部裸船体为例,具体阐述了船型参数化的实现流程,以及以Feature、Curveengine和Meta surface为特征机制的船型参数化的具体步骤。以Feature特征为核心的船型参数化方法不仅能为船型曲面的快速建立提供技术支撑,还可以为性能分析和优化提供基础条件。     

New method for ship finite element method preprocessing based on a 3D parametric technique

A new method for ship finite element method (FEM) preprocessing is presented as well as its program development. The method is applicable for all kinds of ships at different levels, such as a whole ship, cargo hold parts or detailed structures. The 3D parametric technique is used when creating ship structures, which improves the modeling efficiency greatly and makes the model easy to modify. A 3D geometric constraint solver is developed to solve the constraint system of the parametric model. A meshing procedure is presented to automatically convert the parametric structure model into a finite element model, by which high quality mesh is generated in the stress concentrated area. It also becomes possible to create finite element models for different levels from the same structure model. Using this method, the engineers avoid much of the complex and laborious work of FEM preprocessing, which consumes a very significant amount of time in finite element analysis, and can pay more attention to post-processing. This method has proved to be practical and highly efficient by several engineering trials. This work is sponsored by “Liaoning BaiQianWan Talents Program”.     

内河航道船舶航行操纵平面二维数值模拟初步研究

船舶航行操纵数学模型包括水流数学模型和船舶航行数学模型,其中水流数学模型是船舶航行模拟的基础。基于船舶航行操纵数学模型的基本原理,研究开发了船舶航行操纵平面二维数学模型,其中水流数学模型采用贴体坐标系下的平面二维水流数学模型,采用有限体积法对水流基本控制方程进行了离散,在求解过程中采用了欠松弛技术和逐线迭代法,船舶航行数学模型采用比较流行的"组合型"水动力模型,并采用有限差分法离散求解船舶运动方程。根据实船或船模在静水条件及均匀流条件下的航行试验资料,对所建立的船舶航行操纵数模进行了验证和参数率定,结果表明该船舶数模能够正确模拟船舶的航行操纵性能。     

用整船有限元模型分析方法计算舰船的总纵强度

当舰船设有长度较长但开口较多的上层建筑时,其船体结构的复杂性使船体总强度很难用常规的梁理论方法确定.本文采用整船三维有限元分析方法,通过整船加载和惯性平衡处理,计算出设计目标船的总纵弯曲变形和应力分布,以及上层建筑参与船体总纵强度的有效度,为船体总强度校核提供依据.     

化学品船液货舱泄爆过程参数仿真分析

为了掌握化学品船发生液舱爆炸时的冲击波传递规律,对某发生液舱爆炸事故的海损船舶进行了仿真分析,通过结构的破坏范围和破坏形式等方面的对比验证了仿真方法的准确性,进一步研究了压力对结构破坏形式的作用,确定了结构的危险区域。对目标船的货舱口大小和泄爆口与爆源相对水平位置两个参数进行了多工况对比分析,掌握了发生液舱内爆时的载荷泄爆的传播规律,对化学品船结构抗爆设计具有指导意义。     

双体船连接桥结构强度的简化计算

双体船的连接桥结构强度是设计时需要重点考虑的问题,采用全船有限元法来分析计算要耗费大量的时间。将连接桥结构简化为一种梁模型,采用简化解析计算方法来分析其扭转强度和横向强度,并与实船的全船有限元法的对比分析结果表明：简化模型和计算方法是可行的,可应用于双体船初步设计阶段,估算连接桥的结构强度,指导结构设计。