基于NX平台的船舶结构建模方法研究

摘要

随着世界经济的持续低迷，造船业受到了严重的冲击，面对严峻的市场竞争，船舶设计人员应尽可能地提高船舶设计的质量和效率，缩短生产设计周期，降低成本。由于船舶设计比较复杂，传统的船舶设计模式主要存在三个问题：1.大量的模型数据不容易进行管理；2.结构建模大量地依赖于手工操作，工作量大，操作繁琐，建模效率不高；3.各设计阶段的模型数据不能有效地传递，造成了大量的反复建模，使船舶设计周期大大增加。 结合船舶用户的设计习惯，基于一体化、参数化的设计思想，详细分析了专业船舶设计软件的优缺点，在NX数据特性的基础上，借鉴NX的建模流程，针对上述问题提出了船舶CAD结构建模系统方案。 针对船舶数据量大的问题，经过广泛收集资料，了解船舶用户需求，借助学习的知识，结合NX本身的装配树和特征树，采用自定义的三个数据导航树：型线树、结构树、板架树，对船舶对象进行了分层管理。 针对建模手工操作繁琐的问题，利用NX的草图技术，分析船舶构件的轮廓参数，提出了参数化建模的详细方案，实现了船舶结构的参数化驱动建模以及批量快速创建。 针对各设计阶段模型数据不能共用的问题，采用几何与数据相结合的方式描述船舶对象，使用NX的基础几何片体（Sheet Body）、线(Curve)、边（Edge）、面（Face）来表达船体板、骨材、开孔、板列等船舶对象，而材料属性、厚度、型材截面等数据均以属性的形式储存在几何中。为了确保数据的高效存储，解决构件之间的关联更新问题，利用NX的自定义特征技术，将船舶对象分别定义成Panel、Stiffener、Hole、Plate等船舶特征。这样可以将CAD数据无损的保存在几何中，不需做任何转化，就可以将数据传输给其他模块，实现CAD模型的反复使用，缩短了设计周期，体现出一体化设计的思想。 由于系统基于NX的基础建模模块进行二次开发，为了突出船舶建模的特色，从船舶对象的分类出发，给出了型线、船体板、骨材、开孔、板缝的详细设计方案。 论文最后以180000DWT散货船为例，利用本文设计的船舶CAD建模系统进行船舶结构建模，验证了系统的可行性。同时，通过对建模时间的记录分析，确认了系统建模的高效性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.1.1船舶工业发展现状

1.1.2课题研究的意义

1.1.3课题的来源

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3本文主要内容

第2章 CAD建模系统方案分析

2.1概述

2.2核心平台

2.3 CAD系统总体方案

2.3.1船体结构特征定义

2.3.2船体结构属性

2.3.3结构组织管理方式

2.3.4数据库

2.3.5参数化建模思路

2.4本章小结

第3章 CAD建模系统详细方案

3.1概述

3.2数据导航树

3.2.1型线树

3.2.2结构树

3.2.3板架树

3.3拟合船壳

3.3.1导入型值表

3.3.2新建型线

3.3.3编辑型值点

3.3.4型线求交

3.3.5插值型线

3.4甲板定义

3.4.1定义梁拱线

3.4.2定义甲板中心线

3.5新建板

3.6参数化舱段建模

3.6.1参数化内壳

3.6.2参数化双壳纵桁

3.6.3参数化横向框架

3.6.4参数化舱壁

3.6.5参数化舷侧肋骨

3.7骨材及面板

1.骨材

2.面板

3.8开孔

3.9板缝

3.10本章小结

第4章 船体CAD建模实例

4.1系统应用实例

（1）创建外壳和甲板

（2）创建内壳

（3）创建双层底纵桁

（3）创建横向框架

（4）创建横向槽型舱壁

（5）创建舷侧肋骨

（6）创建其他结构

（7）创建骨材、面板、开孔、板缝

（8）结构数据

（9）数据导航树

4.2系统应用效果分析

第5章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位发表的论文及参加的科研项目