原文传递
CAD在越南渔船型线设计及稳性计算中的应用
| 论文题名： | CAD在越南渔船型线设计及稳性计算中的应用 |
| 关键词： | 船体曲线曲面造型;计算机辅助船舶设计;参数化特征造型;非均匀有理B样条;稳性计算 |
| 摘要： | 曲线曲面造型技术是CAGD中最活跃最关键的学科分支之一。在船舶、飞机、汽车等计算机辅助外形设计中，对产品的光顺性有很高要求。光顺概念来源于工程实践，蕴涵着丰富的内容，涉及到数学、物理学、美学以及心理学等许多领域。光顺涉及到几何外形的美观性，具有光滑、顺眼两方面含义。判断曲线曲面光顺与否及光顺程度，往往依赖于设计人员的工程经验，有一定的主观色彩。所以，应从数学和物理学等的角度，研究光顺问题，确定光顺准则，将光顺问题转化为具有严格意义的数学问题。因此曲线曲面的光顺处理成为CAD/CAM中非常重要的一个问题，国内外许多学者对曲线曲面的光顺问题进行了大量研究。 船体曲面比较复杂，在实际应用中，实现船体曲面的数学描述非常重要。船体曲面的数学描述有着很大的优越性，如放样精确，求值（型线、肋骨线、结构线、接缝线等）方便，也是后面船体结构设计，工程分析，建造的依据，是实现智能设计、虚拟建造的先决条件。所以，用NURBS技术作为数学工具，对船体曲面进行表达、插值和光顺处理是本文的主要研究内容之一。本文根据船体型值表的数据，用NURBS曲面来描述完整船体曲面，对插值曲面边界条件构造及节点矢量计算进行了研究，实现了船体曲线曲面的NURBS表达。 根据曲线曲面的性质，以弹性样条和弹性薄片体的能量为物理模型，构造曲线曲面的光顺算法模型。对船体曲线曲面进行了光顺处理，得到满意的结果。用曲线的曲率图评价曲线的光顺性，用高亮线模型对曲面进行光顺性分析。在曲线曲面光顺算法中，对边界条件的控制也进行了研究。 在船体曲面造型设计中，常用到曲面与平面的求交运算。根据投影变换原理，给出一种曲面与平面求交的新算法，算法原理简洁直观，计算稳定。并在本文得到成功应用和检验。 在船体曲面NURBS表达完成后，使基于船体曲面的三维设计得以实现。研究了三维空间计算机辅助船舶设计方法，对船体外板排列及展开、船体舱室划分及计算、船体内部构件的参数化特征造型等在三维可视环境下进行虚拟设计。基于三维的设计较之传统的二维设计方法具有无法比拟的优越性。 本文以AutoCAD的VBA为开发环境，以AutoLisp为编程语言，完成上面的研究工作。并且，对特征类定义，约束关系引入，图形数据库和外部数据库联接与管理等也进行了研究。 |
| 作者： | 阮武河 |
| 专业： | 船舶与海洋结构设计制造 |
| 导师： | 刘家新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
