船体型线数字化及型线自动生成研究

摘要

随着信息技术的广泛运用和大量数控设备的出现,现在造船模式较之以往已经产生了重大的变化,集中表现在生产数据的交换量空前庞大和交换频率的增加,大量的生产加工信息都需要数据化处然后由数据信息在数控设备之间传递,这种模式带来了生产效率的大大提高.船舶制造模式上的变化必然要求设计模式进行相应的调整以满足实际生产上的需要,那就是设计的船型便于数据化以便数控加工设备能够识别,同时能够提供数据传输的畅通渠道.船型的数据化导致了数学船型的出现.数学船型就是用数学函数表达和设计船体型线.它要求我们寻求并采用适当的数学表达式,找到某种有效的方法,在满足设计要求的前提下求出具有实用价值并且光顺的船体型线,为水动力计算以及建造施工提供所需要的数据.船型的数字化给船舶建造带来了极大的便利,同时也给设计本身带来了很大的方便.该论文讨论且分析了国内外船舶型线设计的现状和发展趋势.针对面临的问题,提出了自己的思路,在数学计算方法上,由于三次准均匀B样条曲线良好的端部性质,这里用它来拟合船舶型线,首先根据所给的初步型值求出其控制顶点,然后根据相关公式进行插值便能得到曲线上的所有插值点.在小参数模型下对型线进行了光顺,另外通过对全船的插值,并可以插值得到任意位置的曲线及其型值.为便于型值的查询和输出,该文还提供了数据接口以便从前期模块获得原始型线数据,经过绘图时的光顺和插值处理,型值表可以进行扩充,扩充后的型值表还可以方便地存储到一个数据文件里,然后可以独立于AutoCAD,可以用数据管理模块对数据进行管理,包括数据的修改和查询等,还可以根据需要提供给相应的生产设备以便加工.该文采用基于C++语言的的ObjectARX工具在AutoCAD2002平台进行二次开发,分别编制了绘图软件和数据管理软件,并结合一条实际的普通货船,进行型线设计,取得了良好的效果.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1立题背景及研究意义

1.2相关领域技术的发展和国内外技术现状

1.2.1船舶CAD的发展

1.2.2国内外船舶CAD的研究现状

1.3课题的主要研究内容和关键技术

1.3.1总体目标

1.3.2研究内容与路线

1.3.3关键技术

第2章B样条相关理论和型线的插值

2.1 B样条的概念

2.2准均匀三次B样条曲线

2.2.1准均匀三次B样条及其正算

2.2.2准均匀三次B样条曲线的反算

2.2.3端点条件和构造插值三次B样条曲线的方程组

2.3 B样条拟合船舶型线

第3章型线的光顺

3.1样条曲线的描述

3.1.1样条的小参数物理模型

3.1.2两点边值问题及求解

3.2单根曲线的光顺

3.2.1弯调信息

3.2.3端点弯向的调整

3.2.4型线的弯势调整

3.3船型总体光顺

第4章在AUTOCAD中绘制型线图

4.1 OBJECTARX及开发环境介绍

4.1.1 AUTOCAD二次开发语言及工具介绍

4.1.2 OBJECTARX程序的基本结构和功能

4.1.3 AUTOCAD数据库概述

4.1.3 AUTOCAD数据库对象创建与编辑

4.1.4使用MFCAPPWIZARD创建OBJECTARX应用程序

4.1.5类的简单介绍

4.2型线图相关类的定制

4.2.1绘图基类

4.2.2线型类

4.2.3图形类

4.2.4管理类CSHIP

4.3型线图的插值

第5章绘图界面及数据处理

5.1型线图的绘制

5.1.1绘图程序的加载

5.1.2型值的录入

5.1.3绘制型线图

5.1.4型线图的插值操作

5.2数据的处理

5.2.1数据接口

5.2.1人工操作界面

第6章总结与展望

6.1主要研究工作总结

6.2研究展望

致谢

参考文献

硕士期间发表的论文及所做的科研工作