運(yùn)用HD-SHM船體線型系統(tǒng)快速轉(zhuǎn)換成Lines線型的過(guò)程與方法

鄒建軍

（啟東豐順船舶重工有限公司，南通 226200）

運(yùn)用HD-SHM船體線型系統(tǒng)快速轉(zhuǎn)換成Lines線型的過(guò)程與方法

鄒建軍

（啟東豐順船舶重工有限公司，南通 226200）

采用HD-SHM船體線型系統(tǒng)快速轉(zhuǎn)換成Lines線型，并成功地生成船體曲面。將兩者的優(yōu)勢(shì)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而縮短了一半的光順周期，提高了工作效率，降低了生產(chǎn)成本。通過(guò)多艘系列實(shí)船應(yīng)用的檢驗(yàn)，均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求和預(yù)期效果。

HD-SHM船體線型系統(tǒng)；Lines；快速轉(zhuǎn)換；型線光順

0 引言

隨著高科技水平的日益更新和創(chuàng)新發(fā)展，在現(xiàn)代造船工程中，如何運(yùn)用先進(jìn)造船技術(shù)，縮短造船周期，降低生產(chǎn)成本，提高工作效率和圖紙質(zhì)量，進(jìn)一步提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，這是每個(gè)企業(yè)所追求的又好又快的目標(biāo)。啟東豐順船舶重工有限公司采用當(dāng)今國(guó)際上先進(jìn)的造船軟件Tribon M3進(jìn)行船體線型光順和結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)。如果能在Tribon M3軟件的基礎(chǔ)上再予以創(chuàng)新，可以為企業(yè)進(jìn)一步縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，降低成本。筆者在運(yùn)用Tribon M3軟件進(jìn)行線型光順的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：用Tribon M3光順一艘船要花很長(zhǎng)時(shí)間，而采用滬東軟件光順一艘船所花的時(shí)間很短，幾艘CCS萬(wàn)噸級(jí)船體線型光順的實(shí)踐表明比直接用 Tribon M3軟件光順縮短一半的時(shí)間。那能否讓經(jīng)過(guò)滬東軟件光順好的線型直接轉(zhuǎn)換成Tribon M3線型呢？筆者經(jīng)過(guò)兩年的探索找到了滬東軟件快速轉(zhuǎn)換為Tribon M3線型的方法。下面以筆者光順好的13000噸化學(xué)品/油船為例，對(duì)該船線型光順的過(guò)程和方法進(jìn)行探討和分析。

1 使用滬東 HD-SHM船體線型系統(tǒng)進(jìn)行光順

滬東HD-SHM船體線型系統(tǒng)是滬東中華造船集團(tuán)研究開發(fā)的具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的船體線型放樣系統(tǒng)軟件。在本系統(tǒng)中，只要在某一個(gè)剖面上改動(dòng)某一個(gè)型值點(diǎn)，則其他的兩個(gè)剖面上的相應(yīng)點(diǎn)也作改動(dòng)，即本系統(tǒng)具有三向光順性。它為放樣工作帶來(lái)了莫大的方便。

進(jìn)入船體三向光順，先光順尾半艘，命名為100。按照型值表把水線、縱剖線、站線、甲板線、空間線定義好，滬東軟件有個(gè)優(yōu)勢(shì)，就是可以把CAD里面的水線、縱剖線、甲板線、空間線直接轉(zhuǎn)換成型線，這樣可以極快地縮短填寫型值表的時(shí)間。光順輪廓線、平底線、平邊線、甲板線、空間線等控制船舶形狀的線型。插值小直剖線 100mm、200mm、300mm，可以控制站線和水線端頭的形狀。每隔500mm一檔插值縱剖線，然后光順好站線和水線。每隔半檔站距插值站線，然后光順好站線和水線。尾軸附近線型變化較大的地方按照每檔肋距插值站線，然后光順好站線和水線。每隔 500mm一檔插值水線，然后光順好站線和水線。對(duì)型線進(jìn)行自動(dòng)光順。首先進(jìn)行粗光順，如果發(fā)現(xiàn)修改量超過(guò)50mm，就需在其附近增加型線（站線、水線、縱剖線根據(jù)實(shí)際情況確定插值哪種型線），先不保存，待增加好型線再進(jìn)行粗光順，以此類推，直到粗光順的修改量小于10mm左右。然后再進(jìn)行精光順，如果發(fā)現(xiàn)修改量超過(guò)10mm就需在其附近增加型線（站線、水線、縱剖線根據(jù)實(shí)際情況確定插值哪種型線），先不保存，待增加好型線再進(jìn)行精光順，以此類推，直到精光順的修改量小于5mm左右。定義肋骨線，然后生成肋骨線型圖。對(duì)肋骨線進(jìn)行自動(dòng)光順和三向檢查。檢查好后生成輸出文件。光順首半艘，命名為 200，其光順過(guò)程跟尾部光順步驟同樣處理。待首尾半艘光順好后，對(duì)首尾半艘進(jìn)行拼接，生成全船肋骨線型圖。

2 使用 AutoCAD.dvb軟件把線型轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)坐標(biāo)

AutoCAD.dvb可直接提取樣條曲線及多段線的數(shù)據(jù)，具有強(qiáng)大的處理功能和編輯的靈活性。用滬東軟件生成的肋骨線型圖，其肋骨線、水線、縱剖線、甲板線、折角線等都是用多段線來(lái)描述的，因此可以用AutoCAD.dvb來(lái)提取曲線的相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)。

1）打開肋骨線型圖，復(fù)制尾半艘縱剖線并放大5倍（生成的數(shù)據(jù)點(diǎn)剛好符合Lines系統(tǒng)以米為單位的坐標(biāo)值），把縱剖線的0號(hào)肋位移動(dòng)到原點(diǎn)坐標(biāo)系(0,0)，然后炸開。加載工程，點(diǎn)擊工具→宏→加載工程→選擇AutoCAD.dvb軟件→打開→啟用宏。選中尾輪廓線，點(diǎn)擊工具→宏→宏（或Alt+F8）→運(yùn)行。打開C盤找到test002.dri（多線段數(shù)據(jù)），把它剪切到新建的一個(gè)文件夾里，命名為ZOU（注：所有文件名可以任?。Ｐ陆ㄒ粋€(gè)Excel，點(diǎn)擊數(shù)據(jù)→導(dǎo)入外部數(shù)據(jù)→導(dǎo)入數(shù)據(jù)（文件類型里面選擇所有文件，找到 test002.dri）→打開→固定寬度→下一步→下一步→完成→確定。表格里的點(diǎn)就是輪廓線的坐標(biāo)點(diǎn)，把點(diǎn)復(fù)制到新建的文本文檔里命名stern.dat。平邊線的操作過(guò)程與上述操作步驟相同，表格里的點(diǎn)是平邊線的X和Z值坐標(biāo)點(diǎn)，這時(shí)需要在X和Z值間插入新的一列，把Y等于最大半寬值輸進(jìn)去，然后把點(diǎn)復(fù)制到新建的文本文檔里，命名為 wfos.dat。其余縱剖線的操作過(guò)程與上述操作步驟相同。表格里的點(diǎn)是各個(gè)縱剖線的X和Z值坐標(biāo)點(diǎn)，這時(shí)需要在X和Z值間插入新的一列，把各個(gè)縱剖線的值輸進(jìn)去，然后把點(diǎn)復(fù)制到新建的文本文檔里，并分別命名為wbl0.1.dat～wbl10.dat等。

2）復(fù)制尾半艘水線并放大 5倍，把水線的 0號(hào)肋位移動(dòng)到原點(diǎn)坐標(biāo)系(0,0)，然后炸開。平底線的操作過(guò)程與上述操作步驟相同，表格里的點(diǎn)是平底線的X和Y值坐標(biāo)點(diǎn)，這時(shí)需要在X和Y值后插入新的一列，把Z值等于基線0輸進(jìn)去，然后把點(diǎn)復(fù)制到新建的文本文檔里，命名為 wfob.dat。其余水線的操作過(guò)程與上述操作步驟相同。表格里的點(diǎn)是各個(gè)水線的X和Y值坐標(biāo)點(diǎn)，這時(shí)需要在X和Y值后插入新的一列，把各個(gè)水線的值輸進(jìn)去，然后把點(diǎn)復(fù)制到新建的文本文檔里，并分別命名為wwl0.5.dat～wwl16.dat等。

3）復(fù)制尾半艘的肋骨線型圖并放大5倍，把中縱和基線的交點(diǎn)移動(dòng)到原點(diǎn)坐標(biāo)系(0,0)，并對(duì)其鏡像，然后炸開。尾封板的操作過(guò)程與上述操作步驟相同，表格里的點(diǎn)是尾封板的Y和Z值坐標(biāo)點(diǎn)，這時(shí)需要在Y和Z值前面插入新的一列，把X等于尾封板的值輸進(jìn)去，然后把點(diǎn)復(fù)制到新建的文本文檔里，命名為wfb.dat。選中最尾端肋骨線，點(diǎn)擊工具→宏→宏（或Alt+F8）→運(yùn)行。按順序從尾向船腫依次選中每根肋骨線進(jìn)行相同的操作步驟，最后選中離平行中體最靠近的一根肋骨線為止。打開C盤找到test002.dri（多線段數(shù)據(jù)），把它剪切到ZOU文件夾中。把test002.dri命名wlg.bri，打開文檔，第一行填寫船名（如13000），第二行填寫1表示站線，第三行需增加2個(gè)數(shù)據(jù)，第一個(gè)數(shù)字是這根肋骨線的點(diǎn)數(shù)（已存在），第二個(gè)數(shù)字是這根肋骨線的起始順序（如 1，從尾向首開始排列）需填寫，第三個(gè)數(shù)字是這根肋骨線離0號(hào)肋位的距離（如-2.4，小于0號(hào)肋位填負(fù)數(shù)，大于0號(hào)肋位填正數(shù)）需填寫，每根肋骨線都以0作為結(jié)束。以此類推，其他肋骨線都需填寫順序和距離。在最后一根肋骨線以0結(jié)束后，需增加一行，以“0 0 0”為結(jié)束。

3 用Lines進(jìn)行光順

Lines采用B樣條和NURBS曲面來(lái)構(gòu)筑船型。要生成船體曲面，首先要進(jìn)行型線光順。Lines引進(jìn)Pine線來(lái)輔助光順。所謂Pine線其實(shí)就是指空間曲線，它是通過(guò)站線生成的。其光順原理就是先用最少的 Pine線去控制船體的形狀，然后通過(guò)對(duì) Pine線的插值重新生成站線，再通過(guò)對(duì)站線的插值生成水線和縱剖線。但在實(shí)際操作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)用Lines光順原理光順線型時(shí)，要光順好一條船需要花很長(zhǎng)的時(shí)間才能完成。

那就可以生成水線了，再生成縱剖剖線，然后再通過(guò)水線和縱剖線生成肋骨線。由于Lines的光順要求比滬東的要高些，有些地方需要再精光順一下就可以了。光順好后就可以通過(guò)Patch生成尾半艘船體曲面。首半艘的肋骨線、水線、縱剖線的光順過(guò)程和方法與尾半艘的操作步驟一樣的。

圖1和圖2是用上述方法光順好的13000噸化學(xué)品/油船的首尾肋骨線型圖。

4 結(jié)束語(yǔ)

將經(jīng)過(guò)滬東軟件光順好的多艘船舶線型轉(zhuǎn)快速換成Lines線型之后，成功地生成了船體曲面。經(jīng)過(guò)實(shí)船的建造檢驗(yàn)，達(dá)到了國(guó)家有關(guān)造船質(zhì)量的精度標(biāo)準(zhǔn)，為下一步設(shè)計(jì)其他類型的船舶奠定了良好的基礎(chǔ)。

圖1 尾半艘肋骨線

圖2 首半艘肋骨線

[1] 孫國(guó)金, 趙智韜. 用 AutoCAD肋骨型線圖生成Tribon系統(tǒng)船體曲面[J]. 廣船科技, 2007(2):24-27.

The Process and Methods of Application of HD-SHM Hull Lines System for Quickly Converting into Lines

Zou Jian-jun
(Qidong Fengshun Ship Heavy Industry Co., Ltd., Jiangsu Nantong 226200, China)

This paper successfully uses HD-SHM hull lines system to quickly covert into Lines and to generate hull curved surface. It combines the both advantages together, thus half of fairing period and the production costs are reduced. Through the application verification of several series of ships, it realizes design requirements and desired effect.

HD-SHM hull lines system; lines; fast conversion; line fairing

U662

A

1005-7560(2014)01-0030-03

鄒建軍（1984-），男，船體助理工程師，主要從事船體結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)。