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基于NURBS的船体曲面的切割和排板技术的探讨
| 论文题名： | 基于NURBS的船体曲面的切割和排板技术的探讨 |
| 关键词： | 船体曲面;曲面切割;排板;初步设计;外板;三维模型转化;数据库系统;设计阶段;三维表达技术;二维制图;计算;估算;需求量;算法实现;设计方法;曲线曲面;钢板;重量;型值点;信息 |
| 摘要： | 目前，在初步设计阶段船体一般都是以二维制图而不是三维模型来设计的，后续的设计一般都是基于初步设计中的船体二维制图，造成这种现象的原因是一直沿袭过去的设计习惯、时间的限制和缺少易用的三维计算机辅助设计系统。结果是设计人员和施工人员不得不花费大量的时间把二维的图纸转化为三维的模型，并且在初步设计阶段难以估算各种原材料的需求量和报价。如果在初步设计阶段船体是以三维模型设计的，船体曲面的分割、外板的三维表达、外板的展开、船体钢板类型和每种类型钢板的需求量的估算、外板焊缝的估算、船体重量重心的估算等许多设计过程都可以用计算机来辅助完成。这种设计方法非常有意义，可以减少传统设计方法中二维制图向三维模型转化的工作量，比较准确的估算各种材料的需求量和报价信息。本文力图在船体和外板三维表达等方面做一些有意义的研究工作。 首先，通过查询国内外相关的文献，对船体曲面的三维表达技术进行了回顾，总结了国内外船体NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)曲面切割和排板技术的研究现状，确定了研究内容和方法。 其次，应用NURBS技术，对船体曲线曲面进行了表达。接着以此为基础，对船体NURBS曲线曲面的切割、排板技术进行了研究。使用改进的伯姆算法实现了船体NURBS型线的任意切割；然后在此基础上，对船体曲面切割技术进行了的研究，提出了一种曲面的分割算法，运用这套算法实现了对船体曲面的任意切割，切割后得到是每块外板曲面的型值点信息。 再次，根据NURBS曲面反求技术的理论，把每块外板的型值点作为插值点，应用反算算法，可以计算出每块外板的节点矢量和控制点，得到每块外板的NURBS表达。 最后采用Oracle9i数据库系统，设计了相关的关系模型，完成了数据库的创建，从而可以方便快捷安全的存取船体和外板的信息。接着使用积分近似计算的方法，计算出船体的重量、重心和焊缝的长度；通过数据库查询可以统计船体建造需要的钢板类型和各种类型钢板的重量以及外板焊缝的总长度。 本文所完成的软件系统是在Windows's XP平台下，采用VC++6.0中的开发平台MFC，以及OpenGL图形库进行开发的，后台数据库系统使用是Oracle数据库。 |
| 作者： | 杨鹏森 |
| 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： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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