淺談基于PROE的船舶機艙相關設計

摘要：本文的主要目的就是要利用PROE軟件對船舶機艙進行三維布置設計研究，首先從PROE軟件的特點和用途入手，著重分析了船舶機艙設計過程中要注意的一些事項原則，最后對基于PROE的船舶機艙相關設計步驟做了介紹，為利用PROE軟件進行設計提供了參考。

關鍵詞：船舶機艙設計 PROE軟件 設計原則 三維實體建模

1 PROE軟件介紹

PROE軟件，其全稱為Pro/Engineer軟件，是一款同時具有CAD、CAM、CAE各項功能的一種三維造型軟件，這類軟件是目前三維造型軟件中應用最廣泛最方便的軟件之一，已被廣泛應用于各個領域。從PROE軟件的程序構成來看，可以發(fā)現(xiàn)PROE軟件是由許多功能完善且又彼此相對獨立的功能模塊構成，同時各模塊之間的數(shù)據(jù)有著彼此的聯(lián)系和關聯(lián)，PROE軟件通過采取這種模塊構成方式，可以確保用戶按照自己的需要進行草圖繪制、零件制作和各種設計等工作，這樣不僅可以滿足設計要求，同時還可以大大提高通用性、便捷性和工作效率。對比其他類造型軟件，可以發(fā)現(xiàn)PROE軟件具有其他軟件所不具備的一些良好特性，PROE軟件作為一種基于特征的實體造型系統(tǒng)，會將產(chǎn)品按照不同的類型簡化為不同的幾何模型，而無論這些幾何模型的復雜程度如何，都要受制于具有獨特參數(shù)的構成特征，同時該軟件的運作是依賴于一個統(tǒng)一的基本數(shù)據(jù)庫，而不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)那樣是基于多個數(shù)據(jù)庫的。

2 船舶機艙設計的原則

在進行船舶機艙相關設計時，既要滿足相關規(guī)定，還要確保各項設計達到最優(yōu)，因而需要遵循以下設計原則和規(guī)律：

2.1 要盡可能的減小船舶機艙的容積，之所以這樣做是可以確保在船舶整體尺度不變的條件下貨艙的容積可以最大，而船舶的貨艙面積越大，所運輸?shù)呢浳锞涂梢栽蕉?，從而可以大大增加船舶的?jīng)濟性。

2.2 合理利用機艙內(nèi)的各種不同的空間，比如可以將一些不規(guī)則的空間作為液體艙，因為液體艙受空間的影響與其他艙體相比相對要小些，從而可以做到機艙空間的有效科學利用。

2.3 合理確保各個艙體之間的相對位置，比如要注意船體左右兩舷的重量要盡量相對稱，才能保證在空船狀態(tài)下可以正常保持平衡，還要注意淡水艙不能夠與油艙設計在一起，如無法避免兩類艙體在一起，就要及時加裝隔離艙。

2.4 機艙的各類配套設施要按照類型和作用合理布置在一起，包括物理位置和與其他設備的相對位置要充分考慮科學性和高效性，這樣不僅確保設施布置合理便于尋找，還可以有效減少連接管路或電纜長度，節(jié)約耗材，比如一些泵因為吸入管路距離相對較短從而增強了其自身的自吸能力。

2.5 科學確定重要設備的安放位置。一些重要設備的擺放應該從影響船舶穩(wěn)定性和節(jié)約成本等方面來統(tǒng)籌考慮，比如為達到降低防護等級和節(jié)約制造成本的目的，電動機應該放置在花鐵板以上的位置處，而對于那些重量比較大的設備應放置在較低的位置，這樣做不僅可以有效降低船舶的重心位置，還可以增加船舶的整體穩(wěn)定性，同時需配機座的設備要盡量設計安放在靠近船體殼板等位置處，這樣可以起到減少機座重量的作用。

2.6 注意各設備之間的相對位置。各設備之間應該注意留有足夠的空間以方便在出現(xiàn)故障之后進行檢測和維護，電氣設施不要和高溫物體放置在一起，以防止因為過熱而產(chǎn)生安全事故，同時要注意不要將油管或水管設計在電氣設備的上方位置，防止出現(xiàn)管路中滲出的油或水對電氣設備造成影響。

3 基于PROE的船舶機艙三維模型構建

一般而言，根據(jù)PROE軟件的特點，利用該軟件建立船舶機艙三維模型主要分為以下三個步驟：

3.1 建立船體機構模型。船體機構模型的構建是整個三維模型構建的基礎，具有極其重要的作用。首先就是要在充分考慮各種可行性分析之后，初步確定好船舶機艙的船體機構模型，同時由于PROE軟件具有多個標準接口，可以將用其他輔助設計軟件制作的船體結構模型導入PROE中進行再創(chuàng)作，方便而靈活。

3.2 建立設備及部件模型。船舶機艙結構設計是基于PROE軟件在三維建模環(huán)境下展開的，一般需要將實體建模和曲面建模方法有機結合起來進行創(chuàng)作，然后使用掃描、拉伸、旋轉、混合模塊等方法來建立船舶主體關鍵設備模型和柴油發(fā)電機組和鍋爐模型等主要設備，當然也包括如燃油泵以及其他輔助設備。

3.3 船舶機艙三維結構的整體布置。在這一步驟環(huán)節(jié)中，需要使用PROE軟件中的裝配設計功能，即首先需要將船體結構導入到PROE軟件中，然后將關鍵設備和輔助設備的模型導入專門的零件庫中，以圖紙上的數(shù)據(jù)和要求為根據(jù)，對所有設備模型進行合理安排和布置，再次就是添加艙室內(nèi)的連接機構和管路，其中要注意的是PROE軟件中的管路功能模塊是可以直接被調(diào)用的，同時可以利用滾動瀏覽進行合理科學的調(diào)整，最后就是結構圖表的輸出。

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作者簡介：趙云博（1984-），男，遼寧大連人，助教，學士學位，研究方向：輪機工程。