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船体横剖面自动识别与有限元快速建模方法的研究
| 论文题名： | 船体横剖面自动识别与有限元快速建模方法的研究 |
| 关键词： | 船体结构;横剖面图;自动识别;有限元模型;数据交换;快速建模;有限元建模方法;辅助船舶设计;算法;计算;非几何信息;数据结构;模糊模式识别;单元;有限元方法;图形数据库;结构有限元;纵向约束;造船技术;信息还原 |
| 摘要： | 随着造船技术与航运市场的发展，船舶日益大型化，用有限元方法辅助船舶设计与船舶结构计算已成为现代船舶工程领域中的强有力手段。然而，传统的有限元建模方法拖延了整个有限元分析周期，已逐渐成为约束该应用的一个瓶颈。因此，实现船体结构的快速建模是一个非常迫切的需求。 本文提出了一套从2D图纸到3D有限元模型的数据交换方法，以实现船体结构的快速建模和船舶集成制造中的产品数据共享。 文中详细研究了船体横剖面图在AutoCAD图形数据库中的特征表达，建立了一套横剖面特征识别规则，实现了图纸几何信息以及非几何信息的提取。对于在AutoCAD图中易出现的一些误差和习惯绘图方式本文也进行了分析研究，并提出了相应的解决方案，完善了识别算法，实现了计算机数据信息还原。同时，为了提高数据的通用性，本文基于STEP对所提取的数据进行了合理的数据结构规划。 作为横剖面自动识别的又一方法，文中探讨了模糊模式识别在横剖面型线识别中的应用，并给出了识别的一般方法和具体实践。 应用提取数据，文中提出了一套适用于舱段纵向结构有限元快速建模的算法和完成了横剖面扭转特性计算程序。快速建模算法基于对横剖面的离散，跨过了传统建模方法中的创建几何模型阶段。新增加了板缝线作为横剖面离散时的船体结构纵向约束，考虑更为全面，并基于船体结构安全原则实现了板逢点的自动动态调整，确保了网格的生成质量。本算法不仅实现了一维单元和二维单元的生成，还实现了单元属性的自动赋值，不仅极大地缩短了创建模型与分析模型间的时间间隔，充分地应用到了提取信息，使得数据交换更为丰富，并在很大程度上减少人为计算的误差，提高有限元模型的精确性。 |
| 作者： | 朱功泉 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 赵成璧 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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