大吨位油码头登船梯三维参数化设计系统开发与应用

摘要

近年来，三维设计技术在制造业中逐渐得到应用和推广，使产品在设计阶段便可通过虚拟加工、装配和评价而避免设计缺陷，有效地缩短产品开发周期，从而降低产品的开发成本和制造成本。随着原油和油品进口量的增加以及油轮船队规模的大型化，中国急需大型油码头以满足需要。登船梯是各种现代化大型码头在船舶靠泊后码头作业过程中，码头作业人员和船员安全顺利上下船舶的专用设备。对于5万吨级以上码头，油轮上自带的舷梯难以形成岸与船的安全通道，因此登船梯成了大型码头不可或缺的关键设备。根据码头条件和设计要求，登船梯的尺寸变化较多，对登船梯做三维设计软件的开发及应用是很有必要的。 登船梯主要由塔架、悬梯、升降架等几大部分组成，本文采用至顶向下的原则设计，至底向上的建模方法和多配置的零件系列化设计方法建模。然后根据实际要求选择相应的模块，组装成登船梯的三维模型。在三维图型建模中考虑并定义了各个零部件的配合关系，保证了零部件尺寸改变时，三维模型中相关尺寸同时进行相应改变，并实现了二维施工图的自动转换，从而有效地避免由于设计人员的疏忽可能带来的设计失误。 本文分析了三维设计方法的优势，在大吨位登船梯设计中采用了全三维建模设计，并初步建立了实例库，从而将实例推理的思想与大吨位登船梯设计相结合，将三维造型技术与实例推理技术成功运用到登船梯设计领域，提出了基于实例推理的登船梯设计流程，开发了一套登船梯三维参数化设计系统，并在天津港30万吨级油码头登船梯设计中进行了成功应用，实现了较短时间内设计出国际上第一台偏心式升降平台的登船梯方案，减小了码头平面尺寸，大大降低了码头建造成本。 在Inventor软件平台上首次开发研制了一套视觉直观、界面友好、易于操作、具有干涉检验的三维登船梯设计系统，并能自动生成工程设计图纸。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题研究背景

1.2研究目的和意义

1.2.1研究目的

1.2.2研究意义

1.3国内外相关技术发展趋势

1.3.1 Inventor在机械产品设计中的应用

1.3.2 CAD发展趋势

1.3.3智能机械设计的发展

1.4研究的主要内容

1.4.1课题来源

1.4.2研究内容及特点

第2章登船梯三维参数化系统设计思想

2.1登船梯简介

2.2本系统的设计思想

2.3实例推理思想

2.3.1实例推理思想

2.3.2实例推理的优点

2.3.3实例推理的在本系统中的应用

2.3.4模型库的建立与查询方法

2.4结构模块化设计思想

第3章三维参数化系统模型设计方法

3.1 Inventor概述

3.2 Inventor的特点

3.3 Inventor设计功能

3.4系统建模原则

3.4.1 Top Down(自顶向下)的设计

3.4.2 Down Top(自底向上)的设计

3.4.3 Top Down与Down Top组合设计

3.5三维建模方法

3.5.1自适应功能

3.5.2 iPart方法

3.5.3阵列和镜像方法

3.5.4布局草图建模方法

3.5.5结构件生成器

3.5.6塔架建模方法

3.6二维工程图和明细表

3.6.1工程图环境预设置

3.6.2绘制工程图

第4章三维参数化系统程序设计

4.1 Inventor二次开发的优势

4.2二次开发技术

4.2.1软件开发技术

4.2.3数据库技术

4.3基于COM技术的InventorAPI开发

4.4调用InventorAPI函数对象

4.4.1调用Inventor程序对象

4.4.2调用Inventor活动文档对象

4.4.3调用其它对象

4.5开发关键技术

4.5.1接口技术

4.5.2制作插件的具体方法

4.5.3插件的注册

第5章三维参数化系统的实现

5.1插件设计

5.2确立新项目

5.3各模块的设计

5.3.1塔架设计

5.3.2悬梯设计

5.3.3油缸布置

5.3.4升降架设计

5.3.4二维工程图和材料明细表

第6章 系统在天津港30万吨油码头登船梯设计中的应用

6.1登船梯主要参数的确定及其考虑的因素

6.1.1升降高度确定

6.1.2悬梯的角度要求

6.2系统所需参数的确定

6.2.1塔架模块参数的确定

6.2.2悬梯模块参数的确定

6.2.3升降架模块型号选择及参数确定

6.2.4起升机构设计计算

6.3天津港30万吨油码头登船梯的特点

6.3.1结构组成及特点

6.3.2偏心式升降平台特点

第7章总结与展望

7.1研究成果

7.2研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文和承担的科研项目