5船体型线交互三向光顺

HD-SHM船体型线交互三向光顺基于造船企业典型工作过程的教学项目工作任务要求：运用HD-SHM系统，熟练完成典型船舶船体型线三向光顺，生成相关数据文件和图形。学习目标知识目标1.理解型线系统功能和操作流程；2.理解和掌握读船体型值和图形显示控制的方法；3.理解整个交互三向光顺的方法和过程，深刻理解和熟练掌握定义型线、编辑型值表、单根型线交互光顺、边界线与特殊空间线处理的方法和操作；4.理解和掌握光顺前处理的作用和操作方法；能力目标1.掌握型线系统的操作流程；2.掌握读船体型值和图形显示控制的方法；3.掌握整个交互三向光顺的方法和过程，深刻理解和熟练掌握定义型线、编辑型值表、单根型线交互光顺、边界线与特殊空间线处理的方法和操作；4.理解和掌握光顺前处理的作用和操作方法；一、应用实船选取以150吨冷藏船整个交互三向光顺过程为例，教学做结合地详细讲授船体型线交互三向光顺系统的使用方法和实际应用。150吨冷藏船外表型线曲率变化大,具有较典型的代表性.主尺度、前半艏型值表、艏部详细尺寸如下：总长：49000垂线间长：45000型宽：8500型深：4000设计吃水：2800该船为倾斜龙骨、艉封板，全船划分为10个理论站，全船肋骨间距为550，分布为-5至82，0号肋位在0号理论站后250。前半艏型值表站号半宽值高度值７００水线１４００水线２１００水线２８００水线３５００水线上甲板边线尾楼甲板边线首楼甲板边线外板顶线弦墙顶线１５００纵剖线３０００纵剖线上甲板边线尾楼甲板边线首楼甲板边线外板顶线弦墙顶线５３７７０４１００４２５０４２５０４２５０４２５０－－－４２５０８０２００４０００－－－４９００６２９３０３５００３８１０４０００４１２０４１９０－－－４２５０８０７９０４０２０－－－４９２０７１９６０25803020334035803800－－－409037020504170－－－5070８102015301950234026603150－－－3600137041904440－－－5350图1150吨冷藏船艏部侧视图站号半宽值高度值７００水线１４００水线２１００水线２８００水线３５００水线上甲板边线尾楼甲板边线首楼甲板边线外板顶线弦墙顶线１５００纵剖线３０００纵剖线上甲板边线尾楼甲板边线首楼甲板边线外板顶线弦墙顶线5377041004250425042504250－－－4250802004000－－－49004410042004250425042504250－－－4250801804000－－－49003352０39404100417042204250－－－4250803004000－－－545022150272031503550392041504250－4250-250185040006100－6175-156086014102400330038104200-4200-2150325040506150-6225-0－－－850208028503620-3620-3180439041006200-6275-艉封板----139022803080-3080-3600610041706270-6345-后半部分型值表图7-2150吨冷藏船艉部侧视图2100WL10001050R45024402950417062702501501750R350R3501650135003000WL1400WL700WL上甲板边线外板顶线艉楼甲板边线3500WL2800WL22502900水线、甲板线、弦墙顶线圆弧半径、圆心横坐标水线700wl1400Wl2100Wl2800Wl3500Wl前半艏圆弧半径80110140170200后半艏圆弧半径80110140400圆心横坐标00000甲板线主甲板线艏楼甲板线舷墙顶线圆弧半径68013501650圆心横坐标000二、型线光顺的相关规定该系统是通过对船体曲面上的型线进行光顺来达到船体曲面光顺的。型线的取法有下述几种：1、水平剖面线，可取若干高度值来获取一组水线。2、纵向剖面线，可取若干半宽来获取一组纵剖线。3、横向剖面线，可取若干离舯值来获取一组站线，另取若干离舯值来获取一组肋骨线。4、空间曲线，它是控制船型的主要曲线，有折角线、切点线、轮廓线三种类型，作为三向光顺时的控制曲线。5、甲板线，是船舶甲板与船壳的交线，它也是一种空间曲线，不参加三向光顺，由甲板中纵剖线（中昂）根据甲板抛势翻出。6、其他剖面线及空间曲线。如船体圆头切点线、底平切点线、艉封板线，艉轴出口端面等。所谓三向光顺即指上述曲线在水平面、纵剖面、横剖面上的投影曲线都达到光顺。三、交互三向光顺系统功能系统有下列主要功能：1、建立新船。2、存取船体型值表，将船体型值表从文件读入内存。3、型线显示控制，决定要显示的型线以及要处理的横剖线类型（是站线还是肋骨线）。还可进行前后半船的型线图形对接。4、光顺前处理，对边界线及折角线等进行自动光顺，并可执行水线和站线的二向光顺和水线圆头切点线光顺。5、单根型线的交互三向光顺，交互光顺一根型线，并自动修改三向相关的型线。6、图形输入型线，利用ACAD图形生成型线上的型值点。7、站线自动三向光顺，自动对站线、水线和纵剖线型线进行三向光顺。8、编辑型值表，可编辑该系统的所有型值表。9、插值整根型线，可在水线面、纵剖面、横剖面上插值整根剖面型线。10、显示斜剖线，在水平、纵剖、横剖面上进行斜剖插值检查，还可以生成斜剖线样条文件。11、生成甲板线，根据甲板中昂及甲板抛势翻出站线或肋骨型值的甲板边线。12、插值水线纵剖线交点型值表，在水线面上插值整张水纵交点型值表。13、生成肋骨型值表，插值水平面和纵剖面上所有型线（水线、纵剖线、空间曲线、甲板线等），生成所有肋骨型值表。14、肋骨线自动光顺，对肋骨线进行自动光顺。15、单根肋骨线的交互光顺，交互光顺一根肋骨线。存船体型值表，将内存中的船体型值表存回到文件中。16、肋骨线转站线，将肋骨线转换成站线，使其能参加三向光顺。17、删除甲板以上的肋骨型值，从肋骨型值表中删除指定范围内比指定甲板边线高的肋骨型值。18、肋骨三向检查，检查带肋骨型值的水线和纵剖线的光顺性，并且生成相应的样条文件。19、生成三向型线样条文件，将站线及其他型线样条，按投影面分别生成水线面、纵剖面、横剖面上的所有型线的样条文件。20、打印型值表，将所有型值表按表格形式输出到一个文件中，供打印或保存。21、生成肋骨样条文件，生成横剖面上所有带肋骨型值的型线的样条文件，提供给结构、外板程序使用。22、打印加密的肋骨型值表，以给定的比例，按表格形式将肋骨型值表输出到一个文件中，提供给手工放样者。四、系统的流程和操作方法为清楚起见，下面以各级菜单的顺序讲解操作过程，但要注意实际操作顺序并不与菜单顺序完全一致，光顺阶段不同，操作顺序也不同。如图2所示，通常，一开始要首先进入交互三向光顺子菜单，选择定义编辑型线项，定义型线（相当于绘格子线）、甲板线、空间线等，然后再选择编辑型值表项，输入型值。因为，只有定义了型线、输入了型值，才可以进行其它操作。定义型线（相当于绘格子线和定义边界线）或删除型线，以及设置船型信息等编辑船体型值表，将船体型值表读入内存并可以修改生成完整边界线（包括端部）光顺前处理，对边界线等进行自动光顺生成完整型线光顺型线定义肋位肋距生成肋骨型值及肋骨型线图肋骨型线图三向光顺生成型线和肋骨样条文件准备外板肋位文件样条转换型线后处理建立新船（分成前后半艏）图4读船体型值表对话框图6站线三向光顺主菜单主菜单图8型线显示控制对话框型线显示控制4、光顺前处理边界线:平底线、平底线、轮廓线、封板线等.型线的端点在边界线上，在型线光顺前必须对边界线进行光顺，这就是光顺前处理的主要内容。此外还可以进行空间线光顺和特殊船型边界线（艉封板、底平升高线、水线圆头）以及水线站线二向光顺。光顺前处理对话框例1如图7-13所示，150吨冷藏船0号纵剖面（轮廓线）没有生成和进行前处理之前，各个水线端部没有与中心线相交，既各个水线缺少端部部分，试通过正确方法完成缺少的部分。图7-13无轮廓线、各个水线没有与中心线相交的水线和纵剖线图首先建立轮廓线。方法是在站线纵剖线交点表中填入轮廓线在各个站的高度值，在纵剖线控制信息表中根据艏部侧视图所提高的尺寸填入控制点，并接受。通过显示控制可以发现此时轮廓线已经生成，但是各个水线端部并没有变化。这是由于没有进行前处理，既没有光顺轮廓线的原因。接下来进行前处理，在对话框中选择光顺轮廓线，然后按接受按钮，系统将各个水线自动与中心线相交，如图7-14所示。图7-14轮廓线前处理后各个水线与中心线相交的水线和纵剖线图例2试通过光顺前处理生成150吨冷藏船各个水线端部圆弧。在图7-13中各个水线虽然与中心线相交了，既各个水线不再缺少端部部，但是端部形状为尖角形状，而本船水线端部设计形状为圆弧，所以需要通过前处理提供的生成水线圆头的功能生成。方法是在水线控制信息表中最后一个控制点后的水线圆弧半径位置处填入半径、在圆心半宽处填入圆心半宽，而圆心离舯不要填，由系统根据轮廓线自动生成，如图7-15所示。图7-15水线控制信息表中最后一个控制点后填入半径、圆心半宽在水线控制信息表中最后一个控制点后填入半径、圆心半宽后，在光顺前处理中选择水线圆头切点线光顺中的二向光顺，系统既自动生成如图7-16所示的水线圆弧。图7-16系统自动生成的水线圆弧例1图7-26所示的型线图为150吨冷藏船只是输入了站线型值的图形，试通过单根型线交互光顺功能各个型线站线以外部分，并进行光顺。图7-26只是输入了站线型值的图形首先完成轮廓线。根据图7-1所示，该船轮廓线除了站线型值外，还有4个控制点，分别是端点（距舯24500，高度7850）、2100水线处点（距舯22200）、1400水线处点（距舯21850）、700水线处点（距舯21350）。本例中通过单根型线交互光顺增加控制点，操作过程是选择轮廓线后在单根型线交互光顺子菜单中选择增加控制点，在提示输入坐标值后输入上述控制点的坐标值，然后返回并接受修改结果。对轮廓线进行粗光顺和精光顺。光顺后的轮廓线如图7-27所示。图7-27增加控制点后的轮廓线接下来完成甲板线。甲板线不同于剖面线，属于三维空间线，其上的点需有三个方向的坐标值，完成其放样需要根据其形状和尺寸绘制辅助图形。先看主甲板线，其端部在水线面上投影为圆弧，但是对于甲板系统没有像水线圆弧那样的生成功能，只能通过单根型线的交互，通过增加控制点完成。具体过程是先在纵剖面上延长主甲板线（按其变化趋势）至轮廓线，过该交点作垂线与水线图上基准线相交；在水线图上作出辅助圆，使辅助圆半径等于甲板圆弧半径，圆最前端在轮廓线与甲板线交点投影点处，既垂线与水线图上基准线相交处，如图7-28所示。然后在水线图上选择主甲板线，在辅助圆上增加控制点，通常在圆上增加3个点就可以满足精度要求，其中一个点一定是垂线与圆弧的切点，如图7-29所示。辅助圆垂线图7-28作出垂线和辅助圆甲板线增加的控制点垂线辅助圆图7-29通过辅助圆在甲板线上增加控制点这里需要注意的是，在水线图上增加的主甲板线的3个控制点只有长和宽，没有高度，还需要补充高度值。方法是过这3点作垂线（有1点已经作过）与纵剖面图上的主甲板线相交，如图7-30。测量出交点处高度，将其填入甲板线控制信息表中对应点高度值处，如图7-31。注：甲板线1代表主甲板。至此，填加了高度值的甲板控制点就是真正意义上的三维空间点，在三个视图方向上都起控制作用。否则，如果缺少一个方向的坐标，就不能成为三维空间线。例如缺少高度，则在纵剖面和横剖面图上控制点就不起作用。最后完成舷墙顶线。如图7-32示，该船舷墙顶线比较特殊，在距9号站1700处一个折角点，并在此点后向舯通过圆弧过渡，完成该空间线的关键是确定过渡部分（包括折角点）的空间位置坐标。在纵剖面图上，过渡部分的形状已经完全确定，而在其他两个视图上没有确定。根据纵剖面图上过渡部分形状确定其他视图形状的方法是除了确定折角点外，再确定几个辅助点在其他视图上