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面向送审的船体结构三维模型转化数据技术研究

何丽丝 曹荣 王德禹

何丽丝, 曹荣, 王德禹. 面向送审的船体结构三维模型转化数据技术研究[J]. 中国舰船研究, 2021, 16(X): 1–10 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01874
引用本文: 何丽丝, 曹荣, 王德禹. 面向送审的船体结构三维模型转化数据技术研究[J]. 中国舰船研究, 2021, 16(X): 1–10 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01874
HE L S, CAO R, WANG D Y. Data transformation technology of 3D ship structure model for approval[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2021, 16(X): 1–10 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01874
Citation: HE L S, CAO R, WANG D Y. Data transformation technology of 3D ship structure model for approval[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2021, 16(X): 1–10 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01874

面向送审的船体结构三维模型转化数据技术研究

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01874
基金项目: 工信部高技术船舶科研资助项目([2016]545);教育部、财政部重大科研专项资助项目([2013]35)
详细信息
    作者简介:

    何丽丝,女,1988年生,硕士,工程师。研究方向:船舶结构的可靠性和安全性。E-mail:lshe@sjtu.edu.cn

    曹荣,男,1987年生,工程师。研究方向:船舶设计、建造、审图数字化研究。E-mail:caorong30@sjtu.edu.cn

    王德禹,男,1963年生,博士,教授,博士生导师。研究方向:船舶与海洋工程结构力学,卫星结构力学,结构动力学等。E-mail:dywang@sjtu.edu.cn

    通信作者:

    王德禹

  • 中图分类号: U663.2

Data transformation technology of 3D ship structure model for approval

  • 摘要:   目的  针对船舶设计单位和检验单位通常使用不同的三维设计软件平台,导致模型传输不通畅、数据无法有效转换问题。为此,开展面向送审的船体结构三维模型转化数据技术研究。  方法  通过对CAD和CAE系统模型数据进行分析,给出面向送审的船体结构三维模型数据,介绍数据存储格式与常见三维软件平台接口的设计方法。以某船舱段模型的数据为例,采用XML文件实现三维模型数据存储,并且基于CATIA和Patran软件进行二次开发,重构舱段设计模型,生成有限元分析模型。  结果  所生成的模型已经提交法国船级社(BV),用于直接对该舱段的结构设计进行检验。  结论  提出的送审数据转化技术方案,能够简化不同平台的模型转换,可为实现无纸化船舶三维模型送退审提供参考。
  • 图  1  坐标系数据信息的表达方式

    Figure  1.  Expression of the coordinate data information

    图  2  材料特性的表达方式

    Figure  2.  Expression of the material characteristics

    图  3  单块板架的数据节选

    Figure  3.  Excerpt of single plate data information

    图  4  型材数据

    Figure  4.  Profile data information

    图  5  肘板数据信息的表达方式

    Figure  5.  Expression of bracket data information

    图  6  长边尺寸小于800 mm的小孔的删除

    Figure  6.  Deletion of holes with longitudinal dimension smaller than 800 mm

    图  7  带圆角的板简化处理方式

    Figure  7.  Simplification of a plate with round corners

    图  8  防倾肘板简化处理方式

    Figure  8.  Simplification of an anti-tipping knee plate

    图  9  小构件筋的删除

    Figure  9.  Deletion of the small dimension stiffener

    图  10  筋到邻近强框架的延伸

    Figure  10.  Extension of stiffener to the adjacent manin frame

    图  11  移动板缝至强框架交接处

    Figure  11.  Movement of seam to the main frame junction

    图  12  XML文件部分数据

    Figure  12.  Partial data in XML file

    图  13  CATIA二次开发接口软件交互界面

    Figure  13.  Secondary developed interface of CATIA software

    图  14  重构的“送审”模型

    Figure  14.  Reconstructed “inspection-oriented” model

    图  15  接口软件的功能界面

    Figure  15.  Functional interface of the connection software

    图  16  模型转换及简化/修补模块交互界面

    Figure  16.  Interface of model transformation and simplification/mending

    图  17  有限元模型中圆弧/孔的生成方法

    Figure  17.  Generating method of the arc/hole in FEM model

    图  18  板、梁单元的划分

    Figure  18.  Mesh generation for the shell and bar elements

    图  19  生成的有限元分析模型

    Figure  19.  Generated FE analysis model

    图  20  法国船级社部分退审意见

    Figure  20.  Part of the review letter from the Bureau Veritas (BV) based on the 3D virtual model

    表  1  板的分类

    Table  1.   Classification of plates

    英文名称描述英文名称描述
    Bracket肘板DoubleBottomGirder双层底纵桁
    OuterShell外板TransverseMembers横向结构
    SideShell舷侧外板TransverseStringer横梁
    Bilge舭部外板WebFrame肋板
    Bottom底部外板TransverseBulkheadStool横舱壁底座板
    LongitudinalVeritcalMembers纵向竖直结构TransverseWatertightBulkhead水密横舱壁
    LongitudinalBulkheadStool纵舱壁底座板LongitudinalHorizontalMembers纵向水平结构
    LongitudinalBulkhead纵舱壁InnerBottom内底板
    UpperWingTankBulkhead顶边舱纵舱壁UpperStrengthDeck上甲板
    InnerHull内壳舱壁Platform平台板
    HopperSlopeBulkhead底边舱纵舱壁LongitudinalStringer纵梁
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    表  2  型材的分类

    Table  2.   Classification of the profiles

    英文名称描述
    Longitudinal Vertical Members Stiffeners纵向竖直型材
    Longitudinal Horizontal Members Stiffeners纵向水平型材
    Transverse Members Stiffeners横向型材
    Outer Shell Stiffeners外板上的型材
    Bilge Stiffeners舭部外板上的型材
    SideShell Stiffeners舷侧外板上的型材
    Bottom Stiffeners底部外板上的型材
    Other Stiffeners其他筋(孔加强筋,设备底座
    加强筋,框架结构加强筋等)
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-01-02
  • 修回日期:  2020-12-29
  • 网络出版日期:  2021-07-27

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