基于特征替换的船体结构批量参数化建模方法

船体结构中大量相同、相似并且有依附结构的构件,建模时存在重复操作多、工作量大、构件轮廓与其依附结构难以自动随形变化及建模效率低下等特点。基于此,提出一种基于特征替换的船体结构批量参数化建模方法。基于NX开发平台,设计考虑船体结构特征的参数化草图模板,通过开发的特征识别与特征替换算法,确保新建的船体构件轮廓与其依附结构自动随形变化,实现构件的批量自动化建模。最后,对几类主要的船体构件进行测试,实现批量自动化建模,建模效率有明显提升。     

强梁特殊开孔参数化建模技术

MSC/NASTRAN是我国造船行业公认的有限元软件,它的前后处理器为建立船体三维有限元模型提供了强大的手段,但由于船体结构的复杂性,仍使得船体有限元分析成为非常繁重的工作,故实现参数化建模已成为船体结构分析人员越来越关注的问题.本文以实际工程项目"强梁腹板特殊开孔应力分析及补强方法的研究"为背景,介绍了作者利用PCL语言实现参数化建立强梁特殊开孔的有限元模型的技术,并编制了相应的程序.应用该程序能大大缩短全部方案模型的建模时间,并提高了效率,体现了PCL语言在实现参数化建模方面的优越性.     

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.     

基于知识的船体结构快速设计及优化

在确保安全的前提下,快速设计出优秀船体结构并实现快速修改是船舶设计师梦寐以求的目标。文章针对这一目标,提出了基于知识的船体结构快速设计方法,引入船体结构知识本体的概念,将知识工程原理和参数化技术相结合,对船体结构设计知识库的建立进行了研究,实现了船体结构三维快速优化设计。设计中设计船的结构构件位置通过位置参数确定,构件尺寸通过母型知识库并运用NURBS函数插值再结合规范要求获得,对主要结构采用量子行为遗传算法进行优化。实例表明,该方法将设计知识嵌入到船体结构知识本体中,既有助于设计知识的保留和再利用,又能实现对设计结果的自动检查,进而快速获得合理的船体结构。     

基于知识工程的船体结构快速设计

在确保安全的前提下,快速设计出优秀船体结构并实现快速修改是船舶设计师梦寐以求的目标。针对这一目标,提出了基于知识工程的船体结构快速设计方法,引入船体结构知识本体的概念,将知识工程原理和参数化技术相结合,对船体结构设计知识库的建立进行了研究,实现了船体结构三维快速设计。设计中设计船的结构构件位置通过位置参数确定,构件尺寸通过母型知识库并运用函数插值再结合规范要求获得。实例表明,该方法将设计知识嵌入到船体结构知识本体中,既有助于设计知识的保留和再利用,又能实现对设计结果的自动检查,进而快速获得合理的船体结构。     

特征驱动的T样条船体曲面参数化设计方法研究

为提高船体曲面生成和修改的便捷性、灵活性,提高船型优化设计效率,并且克服NURBS曲面表征船体曲面的一些不足,提出一种基于T样条技术的船体曲面参数化设计方法.将船体曲面特征参数分为全局、船首、船中和船尾4组,依据这些参数建立T样条控制网格,用单一的T样条曲面即可完成船体曲面和局部特征造型,大大减少了控制点数量.通过特征参数直接驱动船体曲面调整,使船型修改变得直观和简便,且更具有针对性.以典型水面舰船船体曲面表征为例,说明所提方法在船体曲面造型及修改方面的能力和优势,该方法可大大提高船型优化设计效率,具有较大的理论意义和实用价值.     

基于纵向函数方法的全参数化船型设计系统的设计与实现

基于纵向函数的数学方法,研究并总结归纳出各纵向函数沿船体纵向方向上的变化趋势,设计出符合各部分线型特性的线型表达式,提出基于纵向函数的船体线型全参数化设计方法。凭借CATIA V5软件的曲面设计功能,运用VB.net程序设计语言对其进行二次开发,实现船体型线、曲面的全参数化自动设计。多组算例结果比较,分析形状控制参数对船体线型变化的影响,验证了该设计方法的可行性与灵活性。     

加筋圆柱壳开孔结构强度分析

加筋圆柱壳开孔结构是潜艇典型耐压船体的主要结构形式之一,如何避免在开孔周围造成应力集中,即开孔结构补强是工程中特别关心的问题。在设计过程中,因为要多次建模分析,会导致设计分析效率变低,所以开发了加筋圆柱壳开孔结构的参数化建模分析程序。基于参数化建模分析程序,讨论了多参数对于开孔周围应力集中的影响。     

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.     

影响船体爬壁除锈效率的参数试验研究

为提高超高压水射流船体爬壁除锈作业效率,对影响除锈效率的参数,应用正交设计方案,对行进速度、射流压力、喷嘴转速及喷嘴口径等关键参数,进行了正交设计匹配研究,同时,为进一步提高除锈效率,进行了影响除锈效率关键参数的优化匹配。     

舰艇平台基础软硬件标准化总体技术

对舰艇平台基础软硬件进行标准化设计可减少备品备件的种类和数量,降低成本,并有效提升装备的生命力.本文从建立统一的标准体系、确保模块互换的硬件设计技术、基于中间件的软件设计技术、人性化的结构设计技术和统一的测试环境设计技术等方面对实施基础软硬件标准化的总体技术进行了深入研究.     

基于BIM技术的装配式高桩码头设计计算一体化研究

高桩梁板式码头作为当前应用最为广泛的码头结构形式之一,在设计和施工中存在结构复杂、体量大、工期长等问题。对装配式高桩码头开展基于BIM技术的设计计算一体化研究,利用Autodesk Revit API接口二次开发一套装配式高桩码头数字化设计插件,实现Revit平台中的装配式高桩码头结构快速设计建模,并利用Revit平台与Robot Structural Analysis计算软件的交互技术,将码头结构模型导入Robot软件中进行结构计算,从而实现装配式高桩码头设计计算一体化流程,提高设计质量和效率,提升码头装配化技术。     

舰船标准平台模块化设计方法及可制造性研究

针对现代水面舰艇模块化技术发展的需求,以TIRBON系统、CATIA系统为软件平台,提出了基于区域制造标准平台的模块化设计方法,建立了可制造性评价机制,编制了可制造性评价要求。以某护卫舰标准平台典型区段为实例,验证了设计方法和可制造性要求的可行性。研究结论可用于指导水面舰艇的模块化总体设计,提高设计方案的可制造性,为模块化技术的实际应用提供技术支撑。     

海洋平台工程数据库与三维实体建模技术研究

通过工程数据库与三维实体建模技术的综合运用，实现对海洋平台计算机辅助三维设计。首先，建立海上平台工程数据库。然后，结合AUTOCAD开发海洋平台三维设计软件，在输入和选择平台构件基本参数后，自动绘出构件的三维视图。最后，利用三维实体的运算功能，实现平台构件的虚拟加工制造，并完成数据库的构件数据记录的存储。该技术的研究是海洋平台计算机辅助设计的发展方向之一。     

基于VB.Net的船舶阻力预报集成化研究

为实现对船舶阻力计算和预报的参数化研究,以10 000 DWT江海直达货船为研究对象,基于CFD技术计算船舶阻力,计算值与船模试验值的对比结果验证了使用CFD技术进行预报工作的可行性。在此基础上,结合计算分析流程并借助VB.NET平台,将所涉及的工程软件集为一体,开发出参数化分析软件,该软件可通过可视化操作进行参数输入及结果输出等操作,软件的计算值与模型试验结果的对比表明,参数化分析具有可靠性。     

LNG船液货装卸系统分析软件平台研究

提出了一种基于VC＋＋平台和数据库技术的LNG船液货装卸系统设计及分析的软件平台系统,详细介绍了其内容、结构和实现方法。该系统配有与管路阻力计算相关的管道、阀件、液货舱、附件等的数据库,能够按目标船的装卸要求,直接组态设计液货装卸系统管网系统。设计人员可以在每一个模型设计完成后直接进行优化并确定液货泵的排量、压头、液货管路的管径、长度等设计信息,仿真计算装卸过程中各时间段上的的流量、节点压力、剩余舱内液体容积等各项参数。不仅简化了液货装卸系统的设计过程和计算校核的时间,而且更加方便灵活。     

基于Unity3D的虚拟船舶电站模拟器研究

本文在介绍虚拟现实技术的基础上,阐述了应用最新专业引擎Unity3D软件为开发工具,实现虚拟船舶电站模拟器的关键技术、系统结构、技术路线和实施方案。该模拟器具有数据精准、表现力强、基于网络、交互性好的特点。该软件的开发不仅可为教学提供实验平台,而且能够方便的移植到其它实际应用系统中,具有良好的实用价值。     

新型自升式钻井平台分舱优化设计与平台稳性计算

随着海洋工程产业的发展,国内逐渐掌握了海工装备的建造技术,并试图通过自主研发开发新的船型。文章以上海外高桥造船有限公司开发的SJ350型自升式钻井平台为依托,依据舱室布置原则,研究平台的分舱设计和优化方案。并利用NAPA软件对平台的破舱稳性进行计算,评估平台在最危险工况下的稳性,对各类自升式钻井平台的总体设计具有一定的参考意义。     

基于SIMP拓扑优化理论的结构概念设计研究

为了探讨机床结构概念设计问题,并提供符合工程实际的、用于概念设计阶段的机床结构设计方法,文中将拓扑优化方法与有限元结合应用于结构概念设计进行了研究。以UG作为CAD造型平台,以ANSYS作为CAE有限元建模和分析平台,采用SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)拓扑优化理论建立数学模型,并应用改进的启发式拓扑优化准则算法进行数学模型的求解,得到经过拓扑优化的结构概念设计的方案模型。文中将拓扑优化方法与CAD/CAE系统进行集成应用于解决船舶舵叶连接法兰面加工专机的升降台的拓扑结构优化。优化结果为结构详细设计阶段的形状优化和截面优化提供设计优化区域和原型。从结构概念设计的结果看出,其优化设计过程较稳定、有效,能够满足工程上概念设计的需要。     

基于Vega Prime的方向舵控制训练仿真

基于软件MultiGen Creator和Vega Prime,开发方向舵虚拟控制平台,分析平台实现的整体结构及开发过程,论述建立模型的方法、纹理的处理、模型的转换和简化等技术的实现,利用Vega Prime建立虚拟场景并进行仿真驱动,并在Visual Studio.NET 2003开发环境中通过应用程序接口函数编程,完成有关模型拾取、文字提示信息、自由度控制等应用程序设计。最后给出实现算法,并成功地应用在训练仿真程序中。