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基于CATIA的船舶管道布置系统开发
| 论文题名： | 基于CATIA的船舶管道布置系统开发 |
| 关键词： | 船舶管道布置系统;软件开发;功能模块;蚁群算法 |
| 摘要： | 管道系统作为船舶的重要组成部分之一，具有布局空间复杂和约束条件繁多等特点，因此通常采用人工的方式进行设计，造成船舶管道设计的效率和质量较低。为解决船舶管道设计过程中存在的问题，进一步提升船舶管道设计的效率与质量，本文从管道标准件库、CATIA二次开发、管路路径优化算法和管道设计软件系统集成这四个方面对船舶管路CAD设计进行了研究。 针对管道设计规范繁琐，管道设计标准件类型众多等问题，本文对管道设计专业规范和标准等进行了收集整理，并基于CATIA参数化设计技术，建立了管道设计标准件模型。在管道设计规范和标准件的基础上，通过对CATIA管道设计模块进行客户化定制，完善设计规范和管道标准件库，并基于通用数据库SQLserver开发参数化管道标准件库，为船舶管道的通用化设计提供了良好的基础。 针对CATIA管道设计效率较低的问题，本文对其进行了软件功能拓展开发。通过将参数化管道标准件库与装配设计模块相结合，设计开发了管道及其附属设备自动装配的功能。基于管道设计模块的二次开发接口，开发了管道辅助设计模块，实现了设备模型简化和导入、管线编辑等功能，并基于CATIA开发了批量转换三维模型文件格式的功能。通过以上的拓展功能接口，简化了CATIA管道设计的操作流程，提高了管道设计的效率和质量。 结合船舶管道布局问题的特点和蚁群算法的基本原理，设计了三维蚁群管路路径优化算法。该算法采用先选择蚂蚁的前进方向，再选择其前进距离的寻路机制，保证了其计算结果符合管路路径的布置特点，并提高算法的计算效率。提出了方向信息素的概念，来确定寻优方向，提升了算法的收敛性。最后，通过管道布置案例验证了该算法的可行性。 通过将参数化管道标准件库，基于CATIA的管道辅助设计接口和三维蚁群管道路径优化算法进行集成，设计了基于CATIA的船舶管道布置CAD系统。该系统具备布置船舶管道布局环境，设计并优化管道路径和创建管线等功能。最后通过核动力船舶一回路管道布置案例对其进行了验证，结果表明利用该系统可以提升管道路径优化算法的工程应用性能，提高船舶管道设计的效率和质量。 |
| 作者： | 杨宇超 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 林焰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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