基于三维参数的船舶稳性设计与优化研究

据国际统计数据表明,大量船舶事故的主要原因是船舶的失稳,进而导致船舶失控,发生事故。近年来,基于三维参数化软件的船舶优化设计成为了一项热点研究,并取得了相当可观的研究成果。为了提高船舶的稳定性,保障船舶航行的安全可靠,本文建立了船舶的稳性数学模型,进行船舶的稳性计算,并结合三维设计软件平台CATIA对船舶进行参数化建模,最后利用CATIA的二次开发,完成了船舶稳性设计与优化的仿真试验。试验表明,基于三维参数化的船舶稳性设计具有良好的效果,应用潜力巨大。     

基于VB. NET的CATIA三维参数化船舶设备库的开发

为提高设计建模效率,以CATIA系统中知识工程模块为支持平台,给出三维参数化驱动的船载设备模型库构建方案,并使用VB.NET在CATIA上开发建立三维参数化设备库原型系统。该系统采用通用的关系型数据库存储和管理设备模型信息,提高了模型数据编辑修改和更新的方便性,降低了模型数据的冗余度,并可通过网络数据库使设备模型库得到共享,从而显著提高了三维船舶总布置设计建模的效率。     

基于CATIA的船舶型线设计与仿真

舰船的质量和使用寿命很大程度上取决于船舶的结构与型线设计水平,因此,研究船舶的型线设计与结构优化有重要的意义。CATIA工程软件是法国达索公司开发的一种大型三维设计软件,具有优越的曲面建模、装配仿真、零部件设计等功能,在工业制造和生产领域有非常广泛的应用。本文采用CATIA工程软件精确构建了船舶的三维模型,结合兴波阻力理论和数值计算方法,对船舶的型线优化问题进行了系统的研究。     

船体高效舵系统舵结构强度计算方法研究

在船舶高效舵系统中,采用舵杆和套筒对舵叶进行固定和旋转。该系统结构设计的关键是合理的舵杆和套筒结构,目前还没有专门的设计指导方法,为此发展了船体高效舵系统舵杆和套筒结构强度的直接计算评估方法,它可以较准确地预报舵杆和套筒的应力和变形。对一个高效舵系统设计方案进行了计算,开展了套筒厚度优化计算分析,研究套筒壁厚对舵系统各构件的应力和变形的影响,用以指导相关船舶高效舵系统的结构设计。     

基于参数化船模的静水力计算

船舶静水力要素全面表达了船舶浮性和稳性随吃水而变化的规律,能够综合反映船舶的静力性能。传统的二维计算方法过程较为繁琐,且计算结果精度受横剖面个数的影响。本文应用数学型线法和三维参数化建模方法,快速生成船体型线,精确构建附带属性和边界条件的船舶三维模型,通过对CATIA软件进行二次开发,将三维设计和静水力计算有效集成,提出基于船舶三维参数化建模的静水力计算方法,可以直接计算和获取其静水力要素,操作简单,结果可靠,具有较强的实用性。     

网格变形技术在船用克令吊结构优化设计中的应用

随着计算机技术的不断发展和完善,以计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)为基础的船舶结构优化技术逐渐成为行业内的研究重点。在工程优化中,与传统优化技术相比,形状优化的潜力非常巨大。本文研究网格变形技术,并将该技术引入形状优化算法中,提出基于Kriging近似模型的多目标优化算法。     

阿芙拉型油船线型设计与优化

以一艘阿芙拉型油船为研究对象,对其快速性能优化方法和详细过程进行介绍。采用将CAD(Computer Aided Design)软件CAESES与计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件Shipflow相结合的方法对船舶线型进行多工况条件下的深入优化,分析对比有无球艏的艏部设计方案;同时,采用桨前节能导管提高螺旋桨的推进效率。快速性试验结果表明,对船舶进行线型优化和加装节能导管,能取得良好的快速性优化效果。经实船试航验证,优化后船舶的航速能超过试验预报的航速。     

基于CATIA二次开发的球首参数化设计

为实现在船舶型线设计中快速生成船舶球首,以船舶球首为研究对象,通过定义控制球首形状的纵向边界线、横向边界线、横剖面形状,设置相关控制参数,以CATIA为开发平台,VB为开发工具,对其进行二次开发,编制球首参数化设计程序,迅速地生成球首三维模型。     

基于CATIA的船舶主船体造型特征建模研究

为维护主船体的航行稳定水平,实现对船舶安全营运环境的合理保护,提出基于CATIA的船舶主船体造型特征建模方法。针对关键性二次开发技术,进行船体主要造型结构的设计,实现CATIA船舶模块的研究及二次开发。在此基础上,确定船舶主船体的稳性能力,通过提取既定型值的方式,计算得到准确的大倾角数值,实现基于CATIA的船舶主船体造型特征模型的顺利应用。对比实验结果表明,与传统三维建模手段相比,CATIA技术支持下船舶特征建模方法的CSA重构系数值更大,能够较好地维护主船体的航行稳定能力,满足合理保护船舶安全营运环境的实际应用初衷。     

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.     

舵结构强度及舵杆直径敏感性分析

舵是船舶上一个非常重要的舾装件,在设计过程中一般仅对其结构进行规范计算,但要了解其在舵力作用下的变形和应力范围则需要进行有限元强度计算。同时,舵杆是舵结构中一个重要的组成部分,一般只要求其直径满足规范要求,文章针对舵杆和舵杆承座之间间隙随舵杆直径的变化进行了敏感性分析。     

基于CATIA V6的船舶结构建库方法

为提高船舶的研制效率,将知识工程应用于船舶节点构件和结构设计过程中是当前工程应用的热点。基于CATIA V6软件平台,探讨三维设计中船舶结构建库流程和建库对结构设计的重要性,系统分析结构资源数据配置内容和组成,重点说明资源表的具体功能。结合参数化建模和知识工程技术,详细分析结构标准件创建步骤和设计要点。以典型船舶产品的几何结构为基础,建立完整的结构标准件和结构件模板,并实现了工程应用,为船舶结构建库提供了技术支撑和决策支持。     

基于CATIA V6知识工程的智能化阀件设计

在船舶轮机管路系统的初步设计和详细设计阶段,需布置阀件体现系统设计,并预留操作空间与其他专业协定空间布局,传统的设计方法难以满足随系统设计更新而快速协同更新的场景需求。为解决该问题,基于CATIA V6,通过分析阀件的设计要点,结合参数化设计和知识工程技术,实现知识驱动下的阀件参数化设计。利用CATIA V6知识工程将设计知识融合到设计过程中,极大地提高设计效率、设计模型的可修改性和响应速度。该方法可扩展至其他船舶附件的设计场景中,进一步提高船舶三维设计的智能化水平。     

基于CATIA的工艺卡片自动生成系统

分析企业工艺卡片设计所存在的瓶颈问题,提出相应的解决方案.并着重讨论利用CATIA(Computer Aided Three-dimensional Interactive Application)自身提供的零部件外部属性定义功能实现满足工艺卡片所需信息要求的BOM提取方法,运用VB编制工艺卡片自动生成程序的关键技术.     

大数量船舶舱室的三维参数化设计研究

船舶舱室设计工序繁琐,数据庞杂,设计过程中需要对船舶舱室参数的迭代数据不断更新,易造成数据混乱、重复建模等问题。为了更好的对大数量船舶舱室设计方法进行完善,结合三位参数化复合数据结构、对船舱三维参数设计方法进行优化,结合机舱数据特点对船舶机舱数据结构进行分析后,设计船舶机舱三维参数模型。最后通过实验检测证实,大数量船舶舱室的三维参数化设计可有效实现扩大船舶机舱面积和舱容,及时自动更新船舶舱室三维数据参数,快速精准的对船舶舱室进行建模的设计目标。     

基于CATIA的工艺卡片自动生成系统

分析企业工艺卡片设计所存在的瓶颈问题，提出相应的解决方案。并着重讨论利用CATIA(Computer Aided Three-dimensional Interactive Application)自身提供的零部件外部属性定义功能实现满足工艺卡片所需信息要求的BOM提取方法，运用VB编制工艺卡片自动生成程序的关键技术。     

基于CATIA平台的三维集装箱导轨设计

在集装箱导轨设计中,存在着导轨需要安装的结构剖面多,不同剖面中连接肘板布置复杂,连接肘板种类繁多,重量统计繁琐等问题。该文基于计算机辅助三维交互应用(CATIA)平台,提出一种集装箱导轨的三维设计方法,利用CATIA的知识工程、参数化设计、统一装配等功能,有效提升了设计效率,使设计更加智能化,降低了后期修改工作量。     

CATIA在亭子口升船机船厢结构设计上的应用

采用CATIA V5三维工程设计软件对亭子口升船机船厢结构进行设计。设计过程中采用全参数驱动,对船厢结构及部分机构进行了全尺寸的三维建模,利用CATIA的工程图模块成功的生成了满足规范要求的二维工程图纸,并利用实体模型对船厢在不同工况下的复杂受力情况进行分析,对船厢结构的强度及变形进行校核。此方法极大的提高了效率,减少了出错率,优化了板件梁系及备的布置。为今后的大尺寸复杂的升船机船厢结构件设计提供了一种新方法。     

基于CATIA的海洋平台结构快速设计

研究了参数化设计和知识工程技术,并将2种技术应用到海洋平台结构设计当中。首先,借助参数化技术,在CATIA V5系统中建立海洋平台结构的参数化模型;其次,通过CATIA V5的知识工程模块,构建平台结构设计的知识库,实现对平台结构设计结果的校验。实例表明,应用上述2种技术进行海洋平台结构设计,不仅是可行的,还能大大缩短海洋平台结构的开发时间。     

船舶舵设备可靠性设计

分析船舶舵设备设计中的计算工况、应力计算方法、材料性能、结构尺寸和强度裕度等不确定因素,开展舵设备可靠性设计。结合传统设计方法给出舵设备可靠性设计流程,建立舵系统可靠性模型,提出舵设备可靠性指标确定与分配方法。以舵杆为例进行可靠性设计,获得给定可靠性指标下的舵杆尺寸,并进行随机变量分散性影响分析,结果表明舵杆直径和材料强度的分散性对舵杆失效概率影响非常大,设计和加工时应予以重视。最后对多支撑式不平衡舵的舵销结构提出破损安全可靠性分析方法,并进行算例分析。本文可为高可靠性的舵设备设计提供参考。