基于CATIA二次开发的球首参数化设计

作者:徐俊路;陈顺怀 刊名:船海工程 上传者:徐益宏

【摘要】为实现在船舶型线设计中快速生成船舶球首,以船舶球首为研究对象,通过定义控制球首形状的纵向边界线、横向边界线、横剖面形状,设置相关控制参数,以CATIA为开发平台,VB为开发工具,对其进行二次开发,编制球首参数化设计程序,迅速地生成球首三维模型。

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第 39 卷  第 1 期 2010 年 2 月 船 海 工 程 SHIP & OCEAN EN GINEERING            Vol. 39  No. 1 Feb. 2010 收稿日期 :20090316 修回日期 :20090714 作者简介 :徐俊路(19832) ,男 ,硕士生。 研究方向 :船舶现代设计方法。 E2mail :xujunlu @163. com DOI:10. 3963/ j. issn. 167127953. 2010. 01. 013 基于 CA TIA 二次开发的球首参数化设计 徐俊路 ,陈顺怀 (武汉理工大学 交通学院 ,武汉 430063) 摘  要 :为实现在船舶型线设计中快速生成船舶球首 ,以船舶球首为研究对象 ,通过定义控制球首形状的纵向边界线、横向边界线、横剖面形状 ,设置相关控制参数 ,以 CATIA 为开发平台 , VB 为开发工具 ,对其进行二次开发 ,编制球首参数化设计程序 ,迅速地生成球首三维模型。 关键词 :参数化 ;球首 ;曲面 中图分类号 :U662     文献标志码 :A     文章编号 :167127953(2010) 010045203  球首部分的线型设计是船舶型线设计中的一 个重点和难点。一方面首部线型决定着船舶的航行性能 ,另一方面由于首部空间形状复杂种类繁多 ,因此 ,要归纳出一套普遍适用的具体方法有难度。通常 ,设计球首是针对具体的船型特点 ,根据一些基本规律和经验 ,确定一个或几个球首方案 , 通过反复的模型试验来改进球首形状来最后确定。所以球首的设计过程非常烦琐 ,且经常需要修改 ,效率不高。因此快速生成船舶球首形状并便于修改是亟待解决的一个重要问题。 1  球首模型的建立 图 1  球首三维边界线 1. 1  球首三维边界线理论球首的三维形状由球首的边界线来确定 ,主要由纵向边界线、横向边界线、首柱处的横剖面形状来决定[1] 。见图 1。 1) 纵向边界线即为球首的中纵剖线。ABC 是纵向中剖面的边界线, 是一条二维曲线。 2) 横向边界线即球首各剖面最大宽度处的型值点连接起来的一条空间曲线。DB E是由球首各剖面 最宽处型值点组成的一条边界线,显然,B E和 BD 对称。B E在 ZY平面的投影为 B′E′,在 XY平面上的投影为 B″E″,B E通常是一条三维的空间曲线。 3) 首柱处的横剖面形状决定着球首体积的纵向分布。首柱处的横剖面形状依剖面形心的位置的不同 ,大致分为▽型、○型和 △型[2] 。见图 2。 图 2  横剖面类型 1. 2  边界线形状控制参数的选取 在 CA TIA 中的 ,当三维曲线在点处加入切向约束时 ,曲线将自动在该点处产生一个张力值来衡量约束的程度大小。曲线形状不仅取决于曲线上点位置 ,而且还由点上的张力值来决定。通过相同点的曲线若在点处的张力值不同曲线的形状也是不同的。因此 ,可以同时将该点的位置和该点处的张力值作为控制曲线形状的参数 ,来控制球首边界线的形状。如图 3a) ,球首纵向边界线当仅变化点处的张力值时 ,引起的边界线形状变化情况。图 3b) ,球首纵向边界线改变点的位置引起边界线形状变化情况。图 3c) ,改变横剖线点处的张力值引起的横剖线形状变化。 1. 3  球首三维曲面的生成 当给定控制的球首曲面形状的纵向边界线、横向边界线和首柱处的横剖线形状给定后 ,以首柱处的横剖线为扫掠线 ,以纵向边界线和横向边界线为导引线 ,进行变截面扫掠 ,即可生成球首三 54 第 1 期 船  海  工  程 第 39

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