船舶三维设计平台关键技术研究

论文摘要

在船舶设计领域,计算机辅助设计软件被广泛应用。TRIBON、NAPA、CATIA、CADDS5等软件,在中国的各大船厂已经有较长的应用历史。船厂在实际生产中,采购了多款软件。各个软件系统都有其独特的优势,然而由于各个系统之间的封闭性,导致数据交换不畅通。本课题设计一套船舶三维设计平台,利用面向对象技术和XML结构化文档,开发对船舶模型数据进行提取和解析的处理器,实现船舶三维模型在各个船舶设计软件之间的数据交换。论文主要工作如下：(1)基于船舶三维设计的整个流程,分析数据流向,研究船体三维模型数据接口方案,研究船体三维模型与NAPA、TRIBON和CADDS5等软件的接口,探索开发船舶三维设计平台需要的关键技术和技术方案。(2)基于船舶外形和结构特点,研究船舶设计表达的通用模型。设计基于XML的船体外形和结构三维模型的数据表达形式和数据存储格式,使船舶三维模型的表达独立于CAX系统,并能应用于船舶设计和制造的各个阶段的辅助软件中。(3)设计船舶总体设计软件接口,开发船体曲面快速建模工具,在CATIA下设计船体曲面,完成曲面的精光顺。根据船体型线图和船舶型值表,生成船体外形模型XML文件。利用CATIA Automation接口,将外形模型导入CATIA中,建立型值点,连接各点生成光顺的船体曲线。在CATIA曲面设计模块中建立船体曲面,利用曲面工具进行精光顺。将船体曲面导入船舶总体设计软件NAPA中。(4)开发与详细设计和生产设计软件的接口。分析CATIA软件的数据接口,研究从CATIA软件中,研究提取船舶结构模型数据的方法,基于STEP文件提取结构件几何信息,利用BOM表提取构件属性信息,通过CATIA结构树提取构件的结构树,生成船体结构模型XML文件。研究TRIBON和CADDS5软件的数据接口和二次开发接口,探索将船舶结构模型导入TRIBON和CADDS5的技术方案。(5)开发船体结构强度分析软件的接口。以Patran软件PCL语言为接口,将船舶结构模型导入Patran软件,依据不同的规范进行定制,实现有限元前处理的自动化。船舶三维设计平台关键技术研究,为CATIA、NAPA、TRIBON和PATRAN等软件提供数据交换接口,使船舶型线和结构数据能够在各种软件之间自由交换,并最大限度的保证数据的完整性,实现不同软件系统间的模型交换和共享。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 应用价值
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 船舶数据交换标准
• 1.3.2 软件平台集成化
• 1.4 研究内容
• 2 船舶三维设计平台技术方案分析
• 2.1 系统架构
• 2.2 核心平台
• 2.2.1 软件功能模块
• 2.2.2 二次开发接口
• 2.3 模型接口方案
• 2.4 本章小结
• 3 船舶设计表达通用模型
• 3.1 模型表达方案分析
• 3.1.1 模型数据格式
• 3.1.2 单位与坐标系
• 3.2 船舶整体模型
• 3.3 船体外形模型
• 3.4 船体结构模型
• 3.5 本章小结
• 4 总体设计软件接口
• 4.1 船体外形快速建模
• 4.1.1 型值表接口设计
• 4.1.2 CATIA接口设计
• 4.1.3 型线精光顺
• 4.2 NAPA接口设计
• 4.3 本章小结
• 5 与详细设计生产设计软件接口
• 5.1 CATIA接口分析
• 5.2 CATIA前处理器接口
• 5.2.1 几何信息提取
• 5.2.2 关系信息提取
• 5.2.3 属性信息提取
• 5.2.4 对构件实体处理
• 5.3 TRIBON接口设计
• 5.4 CADDS5接口设计
• 5.5 本章小结
• 6 与结构强度分析软件接口
• 6.1 结构强度分析技术
• 6.2 PATRAN接口分析
• 6.3 PATRAN后处理接口
• 6.3.1 几何模型简化
• 6.3.2 创建几何模型
• 6.3.3 处理几何关系
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢