船体三维参数化建模及稳性计算软件开发

摘要

计算机技术的不断发展，给传统的船舶行业带来了巨大的挑战，同时也带来了无限的发展契机。随着计算机技术在船舶行业不断地深入应用，迫使各大船厂、研究所及各大高校必须利用计算机技术，加快船舶的设计建造速度，使船舶的设计计算、建造工艺更加精确。 传统的船舶三维建模方法需要经过手动导入型值点，手动调节曲线曲面的光顺度，往往需要大量的时间。本文主要基于船舶AutoCAD的型线图，通过计算机语言VB对其进行二次开发，提取型值点自动导入到三维设计软件CATIA完成船体模型的自动生成。传统的船舶稳性是基于二维数值积分的计算，使得计算误差比较大。本文利用VB二次开发CATIA，实现基于三维的稳性计算。 本软件系统主要分为六个模块，AutoCAD参数提取模块、CATIA参数化建模模块、静水力计算模块、完整稳性模块、快速分舱模块、破损稳性模块。AutoCAD参数提取模块主要用于船体三维点坐标的提取；CATIA参数化建模模块主要用于船体三维线框模型、曲面模型以及实体模型的自动生成；静水力计算模块主要用于计算某一吃水下的静水力要素或计算一组吃水下的静水力要素并绘制静水力曲线；完整稳性模块主要用于计算船舶的大倾角稳性以及稳性校核计算；快速分舱模块主要用于舱室曲面模型、舱室实体模型的自动生成并进行舱容要素曲线的计算；破损稳性模块主要用于计算船舶一舱破损后的破损稳性。 本文基于船舶AutoCAD型线图，完成参数提取并基于CATIA完成船体线框、曲面和实体模型的参数化建模，节省了大量的人工建模时间。通过VB编程实现船舶静水力曲线、完整稳性以及破损稳性的自动计算，设计了简单友好的程序操作界面，并集成了船体三维建模、基于三维模型的静水力计算、完整稳性计算以及破损稳性计算，形成了一套完成的船体三维参数化建模及稳性计算软件系统，能有效地提高船舶的设计效率与计算精度，在船舶的总体设计过程中有较大的工程应用价值。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.1.1 选题背景

1.1.2 选题意义

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 论文研究内容

1.3.1 本文主要工作

1.3.2 本文创新点

1.4 论文结构

2 系统开发的主要计算原理和技术

2.1 船舶稳性计算原理

2.1.1 静水力计算原理[53]

2.1.2 大倾角稳性计算原理

2.1.3 稳性校核原理

2.1.4 船舶主船体分舱原理

2.1.5 破损稳性计算原理

2.2 AutoCAD二次开发技术

2.2.1 AutoCAD介绍

2.2.2 AutoCAD二次开发技术

2.3 CATIA二次开发技术

2.3.1 CATIA介绍

2.3.2 CATIA二次开发方式介绍

2.3.3 CATIA二次开发API介绍

3 CATIA船舶三维参数化建模

3.1 船舶主尺度

3.2 AutoCAD二次开发参数提取

3.3 CATIA参数化建模

3.3.1 船舶线框模型

3.3.2 船舶曲面模型

3.3.3 船舶实体模型

3.4 本章小结

4 船舶稳性计算

4.1 船舶静水力曲线计算

4.2 船舶大倾角稳性

4.3 船舶稳性校核计算

4.4 本章小结

5 船舶分舱及破损稳性

5.1 船舶分舱曲面模型

5.2 船舶分舱实体模型

5.3 船舶舱容要素曲线计算

5.4 船舶破损稳性

5.5 本章小结

结论与展望

参 考 文 献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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