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[3DEXPERIENCE] CATIA V6船舶结构建库,专业人士手中的新宠儿

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令狐小白 发表于 2018-12-26 11:24:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
令狐小白
2018-12-26 11:24:29 6582 0 看全部
  作为大型系统工程,船舶设计涉及的专业范围广泛,如何利用数字化技术最新成果,提高船舶设计、建造、使用、维修保障等全寿期管理的效率,已经成为世界造船强国争相占领的技术制高点。

  三维设计技术在航空、航天、船舶等领域得到广泛应用。国际上面向船舶领域的三维设计软件主要有美国PTC公司的CADDS5、西班牙Senermar公司的FORAN、瑞典考库姆公司的TRIBON,法国达索公司CATIA

  作为目前主流的CAD/CAE/CAM一体化软件,CATIA采用面向组件的思想,软件架构合理,程序运行效率高,且为二次开发提供的接口较多,用户可根据需要扩展应用。不仅如此,CATIA与产品全寿期管理(PLM)集成后基本覆盖了所有产品的设计与制造的全寿期。

  目前,CATIA主要的问题是并非针对船舶领域开发,虽然在航空、航天和汽车设计制造领域应用较多,但在船舶领域的应用较少。

  近年来,达索公司又推出了CATIA V6版本,引起了国内船舶行业的关注。该版CATIA软件为用户提供了较为完整的船舶设计模块,可用于船舶结构的三维设计,而国内尚处于该版本三维设计的探索阶段。

  结构建库作为船舶设计的重要组成部分,有必要利用知识工程技术,建立大量供设计重复调用的板材、型材等标准件,从而达到提高设计效率的目的。

  CATIA V6的应用过程中,面临的挑战是与国内船舶设计流程的融合,软件自带模板不足以满足国内船舶设计的需要,且不包含任何行业的标准的结构数据。

  为此,卢永进博士的团队,深入开展了船舶三维设计轮机建库关键技术、以及基于CATIA V6的船舶结构资源数据配置、标准创建流程及工程应用等的研究,旨在为三维结构建库的船舶数字化设计提供有效的二次开发途径。
   CATIA V6船舶结构建库,专业人士手中的新宠儿15

  船体结构模型

  基于CATIA V6的船舶结构建库方法

  卢永进, 朱进, 李涛涛

  中国舰船研究,2016, 11(6): 35-39

  论文背景

  三维设计正成为船舶行业的技术发展方向,作为法国达索公司开发的CAD/CAE/CAM一体化软件,CATIA已成功应用于航空、航天、汽车、船舶等领域。

  近年来推出的catiav6软件为用户提供了较为完整的船舶设计模块,可用于船舶结构三维设计。然而,船舶结构建库、资源配置、结构特征树的创建等关键技术尚未所知。

  本文阐述了船舶三维结构建库的重要性,分析了CATIAV6结构资源数据配置的策略,详细说明了一系列资源表的具体功能。基于将知识工程引入三维结构库中,对CATIAV6结构标准件创建展开分析,可为船舶设计人员提供一个全新的建库思路。
   CATIA V6船舶结构建库,专业人士手中的新宠儿3

  论文主要内容

  一、船舶结构建库概述

  船舶结构建库工作涉及资源数据配置和结构标准件创建两大方面。资源数据配置将Common GeometryResource和Structure Resource两大资源集在创建完成后绑定到具体项目,其中,CommonGeometry Resource资源集定义总体专业资源,主要包括船壳曲面和全船坐标系;而StructureResource资源集定义船体专业资源,主要以数据表结合后台模型关联的形式存在,数据表包括开口表、开孔表、端切表和材料表等内容。同时,对应数据表解析生成一系列结构标准件存入数据库,在结构基础设计和详细设计时,将有效提取结构资源数据进行三维建模。

  二、船舶结构资源数据配置

  结构资源数据配置在DataSetup中操作完成,涉及CommonGeometry Resource和Structure Resource两大资源集的创建和关联具体项目。

  CommonGeometry Resource资源集数据主要在SpaceReferential,Structure FunctionalDesign(SFD)和StructureDesign(SDD)3个模块中应用,而StructureResource资源集数据应用于StructureFunctional Design和Structure Design两大模块。

  资源集通常由一系列资源表组成,资源表是指资源集中的数据表、库、设计规则以及位图等类型文件,这些文件组成结构基础数据源,服务于结构设计。

  三、结构标准件创建流程

  在结构资源数据配置完成后,针对型材和贯穿开口等标准构件与几何外形,需通过CATIAV6软件进行参数化建模,并将其与设计表关联,最终解析生成几何标准件,以便设计时利用几何标准件进行三维建模和数据提取。

  其中,设计表数据应与相应资源表数据保持一致。作为船体结构中的常用型材,轧制型钢分为扁钢、角钢、球扁钢、I型钢、槽型钢等,建库时根据标准规范整理数据,并抽象出截面特征,对零件名称进行合理定义。
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  型材截面创建流程图

  四、标准件工程实例创建

  在工程实际中,船体结构中存在大量的标准构件及标准外形,如板材、型材、贯穿开口、结构开口、型材端部形式、坡口等,为更好地分析结构建库工作,以某型科考船的船体结构为例,开展实际的结构标准件创建和模板定制。科考船主要板材和型材为B级船体结构钢,冰区加强区域外板采用D级船体结构钢,均为钢质全焊接结构。全船拥有接近一万个结构部件,针对数量较多的相同或相似部件,全面开展清理工作并构建基础库。

  典型结构设计模板

  作者简介
   CATIA V6船舶结构建库,专业人士手中的新宠儿72

  卢永进,1982年生,2010年获得清华大学工学博士学位,毕业至今在中国舰船研究设计中心工作,主要从事船舶推进系统设计和船舶信息化。受权发明专利1项;以第一作者发表论文20余篇,其中SCI/EI/ISTP检索8篇;编写专着3部。
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  李涛涛,1988年生,2014年获武汉理工大学工学硕士学位,毕业至今在中国舰船研究设计中心工作,主要从事数字化设计与虚拟仿真,发表论文5篇,取得1项软件着作权。

  引用本文及相关论文推荐阅读[1] 卢永进, 朱进, 李涛涛。 基于CATIA V6的船舶结构建库方法[J]. 中国舰船研究, 2016, 11(6): 35-39.

  [2] 倪海参,汪学锋。从CATIA到TRIBON的板架结构数据转换方法[J].中国舰船研究,2012,7(5):66-70.

  [3] 顾敏芳,汪学锋。Patran集成Fluent处理中模型的转换[J]。中国舰船研究,2010,5(1):6-9,13.

  [4]  陈捷捷,李焱,吴波。基于CADDS5和VB的三维船体结构重量重心及材料统计计算系统[J]。中国舰船研究,2007,2 (4):51-55.

  [5]  李焱。 三维设计在船体结构中的应用[J]。中国舰船研究,2007,2(1):14-18.
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