船舶装饰专用CAD系统的研究与实现

论文摘要

在传统船舶装饰设计中,主要设计手段是简单利用CAD工具,存在数据输入量大,图面设计和审核工作量大,设计随意性强,难以进行统计清册的问题。本文通过开发船舶装饰专业CAD系统为解决上述问题提供了有效的方案。船舶装饰设计中的主要设计内容是对装饰板材进行图面布置,而板材的布置可以归结为二维布局问题。针对布局问题中的布局对象即布局空间和布局物体,本文中把设计过程划分为底图处理,板材布置两个过程,然后分别给出了相应的CAD策略。在板材布置的基础上,结合图面检查等辅助功能,最终给出了系统的整体框架。首先,针对板材布置中的布局空间的表达,进行底图处理:在绘制底图基线的基础上,通过最小单联通区域识别等算法求出基本布局空间实体,然后利用接长梁等图元对基本布局空间实体进行分割,最终得到布局空间的边界表达形式。其次,对于板材的布置,采用适当形式对不同板材分别进行表达,并根据实际设计规则总结出板材布局的约束条件,然后依据约束条件提出相应的布局算法策略并加以实现。在布局空间和布局算法确定的基础上,最终实现板材的布置功能。对于较为复杂的编辑修改问题,文中提出了新的解决思路:首先提取布板方法并建立修改触发机制,接着通过触发机制来调用修改后的布局空间和布板方法,对布板过程进行重新计算,最终达到编辑修改的目的。最后,应用以上分析成果,对船舶装饰专业CAD系统中的图面设计模块进行了研究和开发;并通过一个设计实例,验证了该系统的实现。同时,从进一步提高设计效率和与产品管理系统集成的角度,提出了对未来工作的展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状和发展
• 1.2.1 工程CAD 技术的发展与应用
• 1.2.2 船舶装饰CAD 技术的研究和发展
• 1.3 基于应用的布局问题研究与发展
• 1.3.1 布局问题的提出
• 1.3.2 布局问题的分类
• 1.4 课题主要工作
• 2 船舶装饰专业 CAD 系统设计过程分析
• 2.1 概述
• 2.2 系统功能需求
• 2.3 设计模块分析
• 2.3.1 底图的处理
• 2.3.2 板材布置的实现
• 2.3.3 统计清册
• 2.4 本系统的总体框架
• 2.5 本章小结
• 3 底图分析和处理
• 3.1 引言
• 3.2 木作线的生成和编辑算法
• 3.2.1 木作线的数据形式
• 3.2.2 木作线的相交
• 3.3 房间的识别算法
• 3.3.1 房间的数据形式
• 3.3.2 墙壁的数据形式
• 3.3.3 单联通区域的识别算法
• 3.4 底图处理中的编辑处理
• 3.4.1 底图编辑需求分析
• 3.4.2 底图编辑的实现方案
• 3.5 本章小结
• 4 板材的布置
• 4.1 布局问题概述
• 4.1.1 布局问题的求解特性
• 4.1.2 布局问题求解的原则
• 4.1.3 布局对象操作
• 4.1.4 布局问题中的约束
• 4.1.5 布局模型的建立
• 4.2 布局问题的算法分析
• 4.2.1 布局问题的研究对象
• 4.2.2 布局问题的约束条件
• 4.2.3 布局问题的算法
• 4.3 壁板的布置
• 4.3.1 壁板实体的表达形式
• 4.3.2 壁板的布置算法策略
• 4.4 天花板的布置
• 4.4.1 天花板实体的表达形式
• 4.4.2 天花板填装算法策略
• 4.5 板材布置的编辑及实现
• 4.5.1 板材布置方式的修改
• 4.5.2 底图修改带来的布板修改
• 4.6 本章小结
• 5 系统实现与实例
• 5.1 系统概述
• 5.2 系统的数据结构
• 5.2.1 系统中实体对象的数据结构关系
• 5.2.2 系统中非实体对象的数据结构关系
• 5.3 系统实例
• 5.3.1 底图处理实例
• 5.3.2 板材布置实例
• 5.3.3 辅助功能实例
• 5.4 本章小结
• 6 总结和研究展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 进一步的研究
• 致谢
• 参考文献