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基于STEP应用协议AP218的船体模型重构技术研究
| 论文题名： | 基于STEP应用协议AP218的船体模型重构技术研究 |
| 关键词： | 船舶设计;船体模型;数据交互;一致性检测;轻量化处理 |
| 摘要： | 随着船舶行业的日益发展，不同CAD/CAM软件和系统之间的数据交互和共享已逐渐成为行业趋势。船舶设计过程中，不同设计软件之间不能相互交流，使很多企业需进行重复绘图和建模，除使用不同的模型可能导致的软件和模型类型不同外，还会出现由于不同部门建模时的侧重点不同带来的结构差异及数据错误等。为解决以上问题，STEP数据转换标准为不同CAD/CAM系统之间的数据转换提供了理论依据，定义了不同类型的模型数据转换基本规则，AP218船舶结构应用协议为船舶生产制造全生命周期内与船舶结构相关的产品数据交流提供了统一的表达规范。本文以STEP标准AP218船舶结构应用协议为理论依据，分析了STEP/AP218中性文件的结构与内容，选取船舶结构模型构建了TRIBON-CATIA间的数据转换工具，并在模型重构的基础上设计了中性文件的一致性测试工具，并对模型进行轻量化处理和数据存储。最终实现了AP218应用协议下的船舶结构模型数据交互，并对提出的一致性检测方法和轻量化处理工具的可行性进行了验证。 首先，对AP218协议的基本原理和结构形式进行分析，研究其AIM应用解释模型中对船舶结构基本功能单元的描述，将船舶模型以“船体结构—分段—板架—元件”的形式进行定义。基于C语言编程完成STEP数据交互前置处理器的构建，以船舶结构模型为例进行TRIBON系统的数据抽取同时生成数据抽取文件，对EXPRESS信息模型进行分析并建立写STEP中性文件头段和数据段模块的工具，实现STEP中性文件的生成，对两系统内的数据结构进行对比。 其次，以某船体结构模型为例验证了数据交互前后模型的结构完整性，分析了TRIBON系统IGES文件与数据转换STEP中性文件的层次架构差异，基于AP218抽象测试套件的要求，在C语言环境下搭建一致性测试工具，对STEP中性文件进行语法和语义检测，并将结果生成可靠的检测报告，证明前置处理器的可行性。 再次，基于点云法和轮廓线法完成AP218模型重构工作，研究了AP218船舶结构模型的构建方式，以C语言编程完成坐标系的转换、位置的偏移等工作，并构建了STEP转换工具的后置处理器，实现STEP中性文件向其它CAD系统的转换，并以船体分段为例验证了转换的无差异性。 最后，在CATIA软件中重现模型，抽取AP218船舶结构模型的BOM信息表，同时调用API函数对AP218模型进行删减移动等操作，实现3D XML模式下的轻量化处理。在ST-Developer软件ST-Viewer窗口进行模型可视化操作，在expfront编译器中采用C语言建立SQLite数据库，并将轻量化的AP218模型存储至数据库中。 |
| 作者： | 李航 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 姚竞争;腾瑶 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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