基于ARX的船体实体造型与应用研究
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摘要
目前,CAD技术日趋成熟、应用日益广泛,有力地促进了全球高新技术的发展和新产品的迅速更新换代,推动了几乎一切领域的设计革命。可以说,最终实现三维设计,是历史发展的必然。作为三维设计的基础,几何造型技术的发展与应用水平将决定着三维设计的实现程度。本文以面向实践的应用型研究为指导思想,采用AutoCAD提供的功能强大的二次开发工具ARX,对几何造型中表达最完善的实体造型技术进行了研究,并对船体以及舱室进行了实体造型的实际设计,开发了相应的软件,使船舶设计向着三维设计的方向迈进了坚实的一步。利用船体实体造型的成果,本文以三维的思想重新对船舶稳性计算过程进行了设计,使船舶稳性计算进入到三维模式,取得了一定的应用成果。概括本论文的工作主要如下:
     (1)利用AutoCAD二次开发工具ARX,在船体曲面造型的基础上,提出了全船船体实体造型的方法。该方法模型简洁可靠,经过实际船体实体造型检验,证明了这种方法极具实用价值。
     (2)以ARX为开发工具,进行了船体舱室实体造型的研究。对全船舱室进行分类描述,采用不同方法造型。通过对45000吨化学品船的实船舱室造型设计,证明了舱室实体造型方法的实用性,使分舱设计、舱室表达进入到三维设计模式。
     (3)进行了实体造型在稳性计算上的应用研究。提出基于三维模式进行稳性计算的思想,适用范围广泛,使船舶完整稳性与破舱稳性的计算进入到三维模式。完成了三维情况下按照实际情况修正自由液面的研究。开发有相应的稳性曲线计算、自由液面修正计算、舱容计算ARX应用程序。
Nowadays, the technology of CAD is deeply applied in more and more fields. It makes a big revolution in nearly all the design realm. The application of three-dimensional design is the result of technology development. As the base of three-dimensional design, geometry modeling technology will restrict the degree of three-dimensional design's application. Solid modeling, the most perfect in geometry modeling, is studied in this article under practicality's direction. As examples, the solid ship and solid holds are designed. The corresponding software is also developed. This pushes the design to the right direction of three-dimensional design. The chief achievement of this article is listed as follows:
    i) With the help of the ARX tools, a method of constructing the ship's solid modeling is presented based on the ship's surface modeling. This model is simple and reliable. The following design of real ship proves the validity of this method.
    ii)The studying on tanks' solid modeling is developed with ARX tools. All the holds are classified and expressed with different ways. A example of real ship attests the utility of this method. This benefits the ship holds subdivision design in three-dimensional way.
    iii) The stability calculation based on solid modeling is studied. The idea of calculation with three-dimension is bringing forward. It can nearly apply to all kinds of stability calculation. A correction method for effect on stability of free surface is putting forward. This method is based on reality and three-dimensional technique. The programs of stability curve calculation, free surface correction and holds capacity volume calculation are developed with AutoCAD ARX.
引文
[1] 熊鸣镝,混合造型与舰船三维设计,船舶,1997年第4期:34-36
    [2] 陈为,产品造型的几种方法,计算机辅助设计与制造,1996.2:21-25
    [3] Braid IC. Designing with volumes CAD group. University of Cambridge, 1973.
    [4] Requicha A A G, Voelcker H B. Solid. modeling; a historical summary and contemporary assessment. IEEE CG&A, 1982, 2(3):9~24.
    [5] Requicha A A G, Voelcker H B. Solid modeling: current status and research directions. IEEE CG&A, 1983, 3:25~37.
    [6] Requicha A A G, Rossignac JR. Solid modeling and beyond. IEEE CG&A, 1992,12 (9):31~44.
    [7] 马德昌,机械类零件的体素拼合选型:[学位论文],北京航空航天大学研究生院, 1981
    [8] Peng Qunsheng. Volume modeling for sculptured objects:[dissertation]. U K, :Unive of East Anglia, 1983.
    [9] 孙家广,辜凯宁,郭聿林,唐泽圣,三维几何造型系统——GEMS,计算机学报,1990,13(4):249~258.
    [10] ZD-TORUS.浙江大学机械产品CAD支撑系统功能介绍,1991.
    [11] 张申生,基于单元分解的实体构造几何技术CDCSG——一种构造实体模型的新方法,计算机辅助设计与图形学学报,1990,2(2):14~23.
    [12] 高曙明,具有裁剪曲面功能的立体造型系统研究,[学位论文],杭州,浙江大学,1990
    [13] Chen Jingyang. Hybrid geometric modeling--synthesis of surface and solid modeling:[dissertation]. USA: Univ of Lehigh. 1989.
    [14] 王学福.基于NURBS精确表示的非正则几何形体造型的研究与实现:[学位论文],北京:清华大学,1994.
    [15] 刘晓强,曲面实体造型技术研究:[学位论文].北京:北京航空航天大学研究生院,1994
    [16] 实体造型技术的现状与发展趋势,计算机辅助设计与图形学学报,1997年5月,Vol.9,No.3:284-287
    [17] 王忠勇,基于Parasolid船体局部结构三维造型的开发研究,大连理工大学硕士学位论文,1999年.
    [18] 李伟,面向对象的船体结构实体造型建模及应用研究,大连理工大学硕士学位论文,2000年
    [19] 周儒荣,关于CAD技术的发展动向和应用推广的若干建议,计算机辅助工程,1997年第2期:6-15
    
    
    [20] 袁知贵,基于NURBS技术的船型表达与设计研究,大连理工大学硕士学位论文,2001年
    [21]
    [22] 高建民,桑正中,ObjectARX中应用mfc的两个关键技术问题探讨,机械设计与制造,2000年10月,第5期:25-26
    [23] 朱心雄,自由曲线曲面造型技术,科学出版社,2000年1月,第1版:391
    [24] 王承翔,李元君,黄天泽,基于蒙皮法的NURBS自由曲面设计,湖南大学学报,1996年8月,Vol.23,No.4:77-81
    [25] 蔡岭梅,王兴权,杨万柏,船舶静力学,人民交通出版社,1995年11月,第1版:250
    [26] IMO. Resolution A.749(18)-Code on intact stability for all types of ship covered by IMO instruments. International Maritime Organization, 1993
    [27] 邱文昌,船舶近满载液体舱自由液面对稳性影响的修正方法,1999年12月,Vol.17 No.4:22-29
    [28] 欧阳春梅,丁秋林等,实体造型技术,国防工业出版社,1991年11月,第1版:283
    [29] 金允龙,参数化技术在船舶结构CAD中的应用研究,计算机辅助工程,1997年3月,第1期,31-35
    [30] 唐良红,孙立镌,王树胜,基于特征的参数化设计和实体模型编辑的研究,工程图学学报,1999年第2期,71-78
    [31] ObjectARX Developer's Guide, Autodesk Inc., 1998
    [32] David J. Kruglinski, Visual C++技术内幕,清华大学出版社,1999年1月,第1版:814
    [33] 宋延杭,王川,李永宣,ObjectARX实用指南,人民邮电出版社,1999年8月,第1版:430
    [34] 余承飞,方勇,AutoCAD2000二次开发技术(ObjectARX),人民邮电出版社,1999年8月,第1版:309
    [35] 王国顺,肖荣清,戴锦,mfc与ARX结合开发AutoCAD应用程序,武汉大学学报,2001年4月,第2期:92-95
    [36] 李世国,基于ARX开发环境的机械零件实体造型技术和实例,机械设计与制造,1999年10月,第5期:31-33
    [37] 林焰,纪卓尚,船体几何造型设计及软件实现,大连理工大学学报,1996年3月,Vol.36,No.2:212-215
    [38] Hock Seng Koh, A Method for Computer-Aided General Arrangement Design of ships,Ship Technology Research, 1991,Vol.38:140-155
    
    
    [39] 李彦本、林焰、纪卓尚、戴寅生,数学船型型线设计方法研究,大连理工大学学报,1998,Vol.38 No.4:382-386.
    [40] 船舶与海上设施法定检验技术规则,中华人民共和国船舶检验局,1999年
    [41] 国际海事组织 A.749(18)关于IMO文件包括的所有船舶的完整稳性规则,人民交通出版社,1995年
    [42] 闵美松,丁勇,覃晓青,对VLCC舱室形状描述和自由液面修正的若干考虑,船舶工程,1995年,第4期:4-7
    [43] 赵海莲,自由液面对船舶稳性的影响,大连海事大学学报,1996年11月,Vol.22,No.4:51-54
    [44] 杜广东,NURBS技术剖析及其在船体线型表达上的行为研究,大连理工大学硕士学位论文,2000年
    [45] 张朝阳,林焰,中国国防科学技术报告——第三、四代化学品船综合技术经济性分析完整稳性与破损稳性研究,2001年