基于CATIA的船體三維建模及穩(wěn)性計(jì)算.pdf

1、無(wú)論船舶在設(shè)計(jì)、建造還是營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，船舶穩(wěn)性都是受到普遍重關(guān)注的一個(gè)重要因素，船舶的穩(wěn)性與其人員財(cái)產(chǎn)安全、安全運(yùn)輸以及保護(hù)海洋環(huán)境等密切相關(guān)。以往的船舶穩(wěn)性計(jì)算通過(guò)數(shù)值積分實(shí)現(xiàn)的，而這種二維數(shù)值計(jì)算方法需要通過(guò)繁瑣的輸入加以實(shí)現(xiàn)造成其精確度欠缺。
　　精確構(gòu)建船舶模型是計(jì)算船舶穩(wěn)性的一項(xiàng)基本工作，也是船舶后續(xù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作，所以船舶精確建模對(duì)于船舶設(shè)計(jì)結(jié)果的好壞顯得尤為重要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種三維建模商業(yè)軟件不斷涌現(xiàn)，如何

2、進(jìn)行船舶快速準(zhǔn)確的三維建模也成為船舶設(shè)計(jì)中一個(gè)重要問(wèn)題。CATIA V5基于Windows操作系統(tǒng)上的三維設(shè)計(jì)軟件，在航空領(lǐng)域應(yīng)用很廣且處于領(lǐng)導(dǎo)地位，但在船舶行業(yè)應(yīng)用起步較晚一些，卻也有針對(duì)造船諸如結(jié)構(gòu)、電氣、風(fēng)管和管系設(shè)計(jì)的專(zhuān)用模塊，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。CATIA可在三維曲面設(shè)計(jì)方面靈活運(yùn)用，能夠有效地進(jìn)行復(fù)雜型線(xiàn)及曲面光順，并提供了二次開(kāi)發(fā)的接口，為船舶三維模型的相關(guān)計(jì)算的二次開(kāi)發(fā)提供了便利。傳統(tǒng)上CATIA三維建模需要將船舶型值點(diǎn)逐

3、個(gè)手動(dòng)輸入，操作繁雜且準(zhǔn)確性低，增大了船舶相關(guān)計(jì)算的誤差。為了解決以上難題，本文主要做了以下研究工作:
　　(1)研究了船舶在CATIA模型中從線(xiàn)框模型到曲面模型再到船舶三維實(shí)體模型的建立，并借助于計(jì)算機(jī)語(yǔ)言Visual Basic6.0對(duì)CATIA進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)讀取Excel中的型值表進(jìn)行船舶三維曲面實(shí)體的快速建模。并對(duì)船舶快速分艙進(jìn)行了必要的開(kāi)發(fā)，減少重復(fù)性操作，簡(jiǎn)化建模過(guò)程，為后續(xù)的穩(wěn)性計(jì)算提供數(shù)據(jù)模型。
　

4、　(2)基于所建立的三維曲面模型，二次開(kāi)發(fā)了基于CATIA的肋骨型線(xiàn)圖自動(dòng)生成，以及進(jìn)水角曲線(xiàn)的自動(dòng)計(jì)算，使船舶的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量得到提高。
　　(3)實(shí)現(xiàn)基于三維模型的靜水力性能計(jì)算，通過(guò)CATIA三維快速建模進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以模塊化與流程化的方式進(jìn)行相關(guān)靜水力的計(jì)算，幫助設(shè)計(jì)人員從耗時(shí)、繁瑣的設(shè)計(jì)過(guò)程中解脫出來(lái)，節(jié)省大量的人力與時(shí)間成本。
　　(4)本文提出了基于CATIA二次開(kāi)發(fā)的船舶大傾角穩(wěn)性的計(jì)算方法，從而以自動(dòng)化、參數(shù)化、