船舶錨系計算機仿真設計方法
2023-05-22 11:16:46
專利名稱：船舶錨系計算機仿真設計方法
技術領域：
本發明涉及船舶的錨系設計，特別是涉及船舶錨系計算機仿真設計方法。
背景技術：
傳統的錨系設計一般都是按有關標準進行設計，包括錨的設計、錨鏈管的設計、錨唇的設計等，經製造的錨系產品的尺寸及重量、重心等參數都有變化以及船艏曲面的實際情況，還要進行錨系的舾裝設計。舾裝設計過程，包括對錨的實際尺寸、重量及重心位置進行覆核和校驗；制訂錨鏈管和錨唇幾何拓撲結構；根據船艏曲面在船艏上確定錨鏈管位置；錨系各零部件與錨鏈管裝配及最終與船艏裝配的驗證。如今造船領域中，船舶設計一般都是應用各種計算機輔助軟體實現的，但錨系設計還是以一定比例的木模進行模擬拉錨來最終確定設計方案，此種設計方法不但製作木模花費了大量人力、物資和製作成本，而且還不準確。目前，計算機應用軟體在造船領域的設計或設計參數分析中應用普遍，但是針對錨系計算機仿真設計還未見成果。
發明內容本發明要解決的技術問題，是解決目前錨系設計花費大量人力、物資而又不準確的缺點，提供一種準確、易於修改、大大節省了設計時間的船舶錨系計算機仿真設計方法。
採用的技術方案是船舶錨系計算機仿真設計方法，本方法是在UG軟體基礎上進行二次開發，形成新的軟體系統CAD和CAE兩部分。CAD部分主要完成錨系各零部件三維建模；CAE部分是正確設置各零部件連結、運動付、和三維接觸，完成模擬運動並檢驗錨與錨唇貼合情況，如不符則加以修正。設計方法，包括如下步驟1、用CAD部分對錨系各零部件三維建模，其中(1)錨三維建模，若錨為外購件，根據對方提供的實際圖紙進行三維建模，對相關尺寸進行覆核及採取校正。
(2)錨鏈管、錨唇三維建模，錨鏈管、錨唇屬於幾何拓撲結構，其三維建模為結構參數化建模，需根據實際情況進行建模。
(3)船艏三維建模，根據船體水線圖或型值表進行船艏三維建模，其建模步驟根據型值表建立水線圖；根據水線圖上水線建立船艏曲面；加厚船艏曲面生成實體，也可由水線直接生成實體，目的是在船艏上確定錨鏈管位置。
2、各零部件裝配，目的是按產品參數檢查和修改；3、用CAE部分設置零部件連結、設置運動付、創建三維接觸、創建力、設置重力方向，進行運動仿真分析，仿真結果即可反映錨唇與錨的貼合狀態，檢查後進行修改和調整，確定無問題，導出數據出圖，提供設計圖紙。
本發明取得的積極效果是1、與傳統的製作木模進行模擬拉錨最終確定設計方案相比大大提高了設計的準確性。
2、節省了大量人力、物資，從而降低了造船成本、提高了生產進度。
3、提供了船舶錨系計算機仿真設計技術。
圖1為本發明實施流程圖。
圖2為三維建模圖。
圖3為創建連結圖。
圖4為創建三維接觸圖。
圖5為運動仿真圖。
具體實施方式
船舶錨系計算機仿真設計方法，是在UG軟體基礎上進行二次開發，形成新的軟體系統CAD和CAE兩部分。CAD部分主要完成錨系統各零部件三維建模；CAE部分主要是正確設置各零部件連結、運動付、和三維接觸，完成模擬運動並檢驗錨與錨唇貼合情況，如不符則加以修正。設計方法包括用CAD部分對錨系各零部件三維建模，其中錨三維建模，由於錨是外購件，儘管有相關的國標，但由於各廠家在製造過程採用的實際參數各不相同，因此需在定購後根據對方提供的實際圖紙進行三維建模。在建模過程中特別需要注意的是錨上加強筋的實際尺寸。在初步建模完成後，需對其重量及重心位置進行檢查，若發現重量及重心位置與實際相差太大，則必須對相關尺寸進行覆核和校正。
錨鏈管及錨唇三維建模，這一部分系統提供了參數化建模界面，需要注意的是該參數化建模針對的是幾何拓撲結構的錨鏈管和錨唇。如果幾何拓撲結構變化，需根據實際情況進行建模。
船艏三維建模，根據船體水線圖或型值表進行船艏三維建模。主要步驟有以下幾條根據型值表建立各水線圖根據水線建立船艏曲面加厚曲面生成實體，也可由水線直接生成實體。
在船艏上確定錨鏈管位置。
各零部件裝配，在該系統中一次裝配後，若產品參數發生變化，無需重新裝配，裝配關係不變。在產品裝配中可以將幾個相關零件先行裝配後作為組件再次裝配。例如可將錨、卸扣、錨杆先行裝配後再與錨鏈筒裝配，然後再與船艏裝配，這樣便於修改和檢查。需要注意的是裝配主體不能弄錯。
用CAE部分正確的設置連結、運動付、和三維接觸。
用於創建力(創建標量力；確定力的大小，約為錨重的兩倍；確定力的起點；確定力作用的連杆；確定力的終點)用於設置重力方向。
用於運動仿真，開始運動仿真分析(設定運動時間及步數，開始運動仿真，等待結果)至此為止，所有運動分析設置完成，仿真結果即可反映錨唇與錨的貼合狀況，從而進行修改和調整。如無問題，導出數據出圖，提供設計圖紙。
權利要求
1.船舶錨系計算機仿真設計方法，其特徵包括如下步驟A、用CAD部分對錨系各零部件三維建模，其中(a)錨三維建模，若錨為外購件，根據對方提供的實際圖紙進行三維建模，對相關尺寸進行覆核及採取校正；(b)錨鏈管、錨唇三維建模，錨鏈管、錨唇屬於幾何拓撲結構，其三維建模為結構參數化建模，需根據實際情況進行建模；(c)船艏三維建模，根據船體水線圖或型值表進行船艏三維建模，其建模步驟根據型值表建立水線圖；根據水線圖上水線建立船艏曲面；加厚船艏曲面生成實體，也可由水線直接生成實體，目的是在船艏上確定錨鏈管位置；B、各零部件裝配，目的是按產品參數檢查和修改；C、用CAE部分設置零部件連結、設置運動付、創建三維接觸、創建力、設置重力方向，進行運動仿真分析，仿真結束即可反映錨唇與錨的貼合狀態，檢查後進行修改和調整，確定無問題，導出數據出圖，提供設計圖紙。
全文摘要
本發明涉及船舶錨系計算機仿真設計方法，包括如下步驟用CAD部分對錨系各零部件三維建模，其中外購件錨，根據對方提供的實際圖紙進行三維建模，對錨鏈管、錨唇三維建模、船艏三維建模，目的是在船艏上確定錨鏈管安裝位置；各零部件裝配，目的是按產品參數檢查和修改；用CAE部分設置零部件連結、設置運動付、創建三維接觸、創建力、設置重力方向，進行運動仿真分析，仿真結構即可反映錨唇與錨的貼合狀態，檢查後進行修改和調整，確定無問題，導出數據出圖，提供設計圖紙。本發明提供了船舶錨系計算機仿真設計技術，結束了製作木模進行模擬拉錨最終確定設計方案的方法，大大提高了設計的準確性。優點是節省了大量人力、物資、降低了成本，可廣泛在錨系設計上推廣應用。
文檔編號G06F17/50GK1881222SQ20061004633
公開日2006年12月20日 申請日期2006年4月18日 優先權日2006年4月18日
發明者李學軍, 高文濤, 程惠勇, 楊林 申請人:渤海船舶重工有限責任公司