CN108776731A - 基于AutoCAD的外板自动展开方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于AutoCAD的外板自动展开方法,基于FL,包括:将外板展开过程中所需的各项固定输入条件写入到一个文本文件,作为工程项保存;通过赋予扩展数据对FL中的肋骨线和纵线进行编号;通过编号识别肋骨线和纵线,获取纵线和肋骨线的交点,计算出交点在SE上的对应点,进行外板展开。本发明以肋骨型线图为数据源,实现外板的快速展开,极大提升了外板展开图绘图效率。
Description
技术领域
本发明涉及船体结构制图领域,尤其涉及船体外板自动展开方法。
背景技术
外板展开图(SHELL EXPANSION,以下简称SE)是船舶设计中最主要的结构图之一,反映了船体外板的结构形式、板规布置和分段划分等重要内容。通常,SE是以肋骨型线图(FRAME LINES,以下简称FL)为基础绘制而成。
船舶设计中外板的展开是一种近似展开,即横向展开,纵向不展开。因此,船体外板上任意一点在展开后,沿船长方向的横坐标X保持不变,而沿船宽方向的纵坐标Y与该点在肋骨线上距中心线的曲线长度(区间围长)有关,参考图2。图2中,P1、P2为FL中纵线和肋骨线相交的两点;P1’、P2’为SE中对应于FL中P1、P2的两点;H1为P1点所在肋骨线的最低点到基线的距离;L1、L2分别为P1、P2点所处肋骨线的区间围长;P-S、P-E表示FL中一肋骨线的起点和终点;P-S’、P-E’表示SE中对应于FL中P-E、P-S的两点。
外板展开图(SHELL EXPANSION,以下简称SE)在详细设计阶段主要使用AutoCAD进行绘制。在普通的AutoCAD设计环境下,由于缺乏针对外板展开的快捷绘图工具,绘图时需进行大量的反复手工操作,过程繁琐,耗费周期长,绘图效率不甚理想。传统通过手工进行外板展开的主要工作在于:反复地求取各纵向构件与肋骨线交点在SE上的坐标,亦即反复量取各肋骨线在不同交点处的曲线长度(区间围长)。这种具备明确规则、单一且耗时的重复性工作,完全可由计算机程序来完成。故此,需对AutoCAD进行二次开发,借助程序实现船体外板的自动展开。
发明内容
本发明的目的在于提供基于AutoCAD的外板自动展开方法,以肋骨型线图为数据源,实现外板的快速展开,极大提升了外板展开图绘图效率。
实现上述目的的技术方案是:
一种基于AutoCAD的外板自动展开方法,基于FL,包括:
将外板展开过程中所需的各项固定输入条件写入到一个文本文件,作为工程项保存;
通过赋予扩展数据对FL中的肋骨线和纵线进行编号;
通过编号识别肋骨线和纵线,获取纵线和肋骨线的交点,计算出交点在SE上的对应点,进行外板展开。
优选的,工程项包括肋距配置、FL/SE坐标原点定义和主尺度。
优选的,肋骨线编号包括:
将“FR”标记注册到扩展数据;
将肋位号信息关联到"FR"标记;
将"FR"标记写入扩展数据;
将扩展数据添加到肋骨线图元;
更新肋骨线;
纵线编号包括:
将“LL”标记注册到扩展数据;
将纵线编号关联到"LL"标记;
将"LL"标记写入扩展数据;
将扩展数据添加到纵线图元;
更新纵线。
优选的,在肋骨线和纵线编号以后,对其进行编号完整性检查,若不完整,重新编号。
优选的,外板展开包括:
通过识别肋骨线与纵线的各自编号,获取所有纵线的集合;遍历纵线集合,针对任一条纵线,求得与其相交的所有肋骨线集合,同时获得各对应横坐标X集合;
遍历肋骨线集合,获取所有肋骨线与所选定的一条纵线的交点集合;
遍历交点集合,分别获取各肋骨线在各交点处的区间围长,加上交点所处肋骨线的最低点到基线的距离,进一步求得Y坐标集合;
根据X,Y坐标将各交点有序连成多段线。
优选的,肋骨线和纵线交点在SE上对应的X坐标,通过计算公式:x=N*S+(FR-N)*Sn+1进行计算,其中,FR表示交点处的肋位号,N表示变肋距处的起始肋位号,S表示N号肋位向艉的肋距值;Sn+1表示FR肋位处的肋距值;x表示所求的肋位号FR的横坐标X。
优选的,外板展开还包括提取平底线/平边线:设置一适当允差T,假设肋骨线节点的Y坐标绝对值不大于T,则断定该点位于基线上,与基线重合段的节点集合按X坐标的绝对值从大到小排序,排序后的集合中第一个点即为平底线在FL上对应的一个节点,针对所有肋骨线分别获取该节点,并有序组成点集,然后转换成SE上的点集并连接成线,即为平底线;
设置一适当允差T’,假设肋骨线节点的X坐标的绝对值与半型宽之差的绝对值不大于T’,则断定该点位于半型宽上,对这些点按Y坐标从小到大排序后,第一个点即为平边线在FL上对应的一个节点,针对所有肋骨线分别获取该节点,并有序组成点集,然后转换成SE上的点集并连接成线,即为平边线。
优选的,还包括:对展开线进行标准化设置。
本发明的有益效果是:本发明通过对AutoCAD进行二次开发,通过识别和分析肋骨型线图,自动将其中的纵骨轨迹线展开,并同步完成图形的标准化。具有较高的自动化程度,在完成必要的项目配置和型线编号后,整个展开过程由程序自动完成,真正实现“一键”展开。极大提升了外板展开图绘图效率。
附图说明
图1是本发明的基于AutoCAD的外板自动展开方法的流程图。
图2是本发明中局部的FL和SE的对比图;
图3是本发明中外板展开的流程图;
图4是本发明中纵线和肋骨线相交的示意图;
图5是本发明中平边线/平底线的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的基于AutoCAD的外板自动展开方法,通过将FL展开成SE,关键在于获取FL上纵线和肋骨线的交点,并计算出对应点在SE上的坐标。在此,先定义两个概念:1)肋骨线:泛指船体外板曲面上处于肋位面内的任意构件线、板缝线或其它虚拟线。2)纵线:泛指船体外板曲面上与肋骨线相交的任意构件线、板缝线或其它虚拟线。船体型线由两者共同组成。
请参阅图1,外板自动展开方法包括下列步骤:
一、建立工程项:将外板展开过程中所需的各项固定输入条件写入到一个文本文件,作为工程项保存。在开始或继续一个工程前,先选择对应的工程项,输入条件将被读取到AutoCAD内存空间作为全局变量供程序随时调用。工程项的设置,避免了反复手动选择对象或输入各项参数的麻烦,还能使程序在不同项目间快速切换,提升程序自动化程度。
工程项主要包括肋距配置、FL/SE坐标原点定义和主尺度等相关参数。其中肋距配置是较为关键的一项,它决定了型线上各点展开后的X坐标。例如:50,800;50表示变肋距处的起始肋位号,800表示50号肋位向艉的肋距值。坐标原点的定义,使程序能够准确读取型线交点的坐标并在指定位置进行外板展开。主尺度的定义,使程序能够根据型宽、型深和船长等数据将视图缩放到特定的范围,并在该范围内自动选择特定的型线。
二、型线的编号。实现自动展开的前提在于如何“认识”并区分FL上的纵线和肋骨线。其中,肋骨线的肋位号识别是关键,它决定了SE上各点的横坐标。AutoCAD中普通的曲线图形上不包含肋位号信息,因而需要采用特定的方式对其进行编号,使之与对应的肋位号相互关联。即:通过赋予图元扩展数据的方法来实现与肋位号的关联。AutoCAD中每个曲线对象都是一个图元,图元的扩展数据随文档保存,不因编辑等操作而丢失。被赋予扩展数据的型线将具备一种额外的自定义属性,使其可以被程序“认识”并从复杂图形中筛选出来。扩展数据的使用,不会对图形做出任何可见的改变,但能被方便的编辑、查看和读取。
肋骨线以肋位号来编号:将“FR”标记注册到扩展数据;将肋位号信息关联到"FR"标记;将"FR"标记写入扩展数据;将扩展数据添加到肋骨线图元;更新肋骨线。从而将包含肋位号的扩展数据添加到肋骨线上。然后,可以通过获取扩展数据从而获取肋位号。
同理,每条纵线亦可被编号。稍作修改,将扩展数据注册标记”FR”更改为”LL”,修改数据类型代码即可实现:将“LL”标记注册到扩展数据;将纵线编号关联到"LL"标记;将"LL"标记写入扩展数据;将扩展数据添加到纵线图元;更新纵线。与肋位线编号不同的是,纵线的编号更加随意,编号可以是”L1”、”UPPER DECK”或”20400A/B”等。因为这种随意性,程序可实现纵线的全自动编号,如”SL9000”、”SL9001”……依次递增。程序自动识别已编号的纵线,忽略未编号的纵线,这样可避免“一键”展开过程中无关曲线带来的干扰,降低了程序对FL的适用性要求。
三、进行编号完整性检查,若不完整,重新编号。
四、外板展开。根据近似展开原理,外板展开实际上就是求解肋骨线与纵线交点的展开坐标(X,Y)。参阅图3,包括下列步骤:
Ⅰ、通过识别肋骨线与纵线的各自编号,获取所有纵线的集合。遍历纵线集合,针对任一条纵线,求得与其相交的所有肋骨线集合,同时获得各对应横坐标X集合。如图4所示,SL9001是纵线集合中的一条,与其相交的肋骨线为FR-5,FR5,FR15,FR25,FR35,FR45。通过获取肋骨线的扩展数据对肋位号进行读取,配合肋距解析程序,就可求得FL上任意型线交点在SE上对应的X坐标。即通过计算公式:x=N*S+(FR-N)*Sn+1进行计算,其中,FR表示交点处的肋位号,N表示变肋距处的起始肋位号,S表示N号肋位向艉的肋距值;Sn+1表示FR肋位处的肋距值;x表示所求的肋位号FR的横坐标X。
Ⅱ、遍历肋骨线集合,获取所有肋骨线与所选定的一条纵线的交点集合。
Ⅲ、遍历交点集合,分别获取各肋骨线在各交点处的区间围长,进一步求得Y坐标集合。要求得区间围长,先要确定该区间的起点和终点。起点是确定的,均位于FL中心线上。终点是肋骨线与纵线的交点。其中,Y坐标为FL对应点处肋骨线区间围长加上肋骨线最低点到基线的距离。以图2中的P1点为例,肋骨线最低点到基线的距离为H1,P1处肋骨线区间围长为L1,则展开后对应点P1’的Y坐标为H1+L1。对于P2’,肋骨线最低点到基线的距离为0,其Y坐标为L2。
根据X,Y坐标将各点有序连成多段线,即完成了外板的展开。
外板展开还需要提取平底线/平边线。图5是本发明中平边线/平底线的示意图。事实上,平底线和平边线在FL上有其对应的虚拟纵线。前者为沿基线的直线段,后者为沿船体半宽的垂向直线段。在FL中绘制出这两条虚拟纵线并进行编号,即可由程序自动展开。不足之处在于,这两条虚拟纵线的准确展开对型线精度要求极高,利用常规的FL展开后往往不能得到令人满意的光顺线型。解决这个问题的关键在于降低型线精度对纵线展开的影响,这里使用另一种方法来实现。
平底线在FL中与肋骨线的交点均位于基线上,且交点必定为肋骨线(二维多段线)上的一个节点。只要提取出每条肋骨线与基线重合段最靠近舷侧的节点,转换成SE上对应的点,连接成多段线即可。换而言之,各肋骨线的节点中Y坐标为0,且X坐标绝对值最大的就是平底线在FL上对应的节点。依此思路,问题即变为分析FL中肋骨线的节点坐标。为降低对FL的线型精度要求,可设置一适当允差T(比如0.1),假设肋骨线节点的Y坐标绝对值不大于T,则断定该点位于基线上。与基线重合段的节点集合按X坐标的绝对值从大到小排序,排序后的集合中第一个点即为平底线在FL上对应的一个节点,针对所有肋骨线分别获取该节点,并有序组成点集,然后换成SE上的点集并连接成线,即为平底线。
平边线在FL中与肋骨线的交点位于半型宽处,只要提取出每条肋骨线在半宽处的最低点,转换成SE上对应的点,连成多段线即可。即;设置一适当允差T(比如0.1),在每条肋骨线的所有节点中,假设X坐标的绝对值与半型宽之差的绝对值不大于T,则断定该肋骨线的这些节点位于半型宽上。对这些点按Y坐标从小到大排序后,第一个点即为平边线在FL上对应的一个节点。针对所有肋骨线分别获取该节点,并有序组成点集,然后转换成SE上的点集并连接成线,即为平边线。
最后,对展开线进行标准化设置,使之符合企业的绘图标准,包括图层、颜色、线型、线宽等内容。以图层设置为例,假设在绘图标准中,纵桁结构在图面上的标注名称为*GIRDER*,其图层名为LAYER5,普通纵骨展开线的图层名为LAYER1。用户可将*GIRDER*作为该纵桁的编号,程序通过识别纵线的扩展数据,自动将编号包含*GIRDER*的纵线展开归入到LAYER5图层,其余的则归入到LAYER1图层。
以上实施例仅供说明本发明之用,而非对本发明的限制,有关技术领域的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以作出各种变换或变型,因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴,应由各权利要求所限定。
Claims (8)
1.一种基于AutoCAD的外板自动展开方法,基于FL,其特征在于,包括:
将外板展开过程中所需的各项固定输入条件写入到一个文本文件,作为工程项保存;
通过赋予扩展数据对FL中的肋骨线和纵线进行编号;
通过编号识别肋骨线和纵线,获取纵线和肋骨线的交点,计算出交点在SE上的对应点,进行外板展开。
2.根据权利要求1所述的基于AutoCAD的外板自动展开方法,其特征在于,工程项包括肋距配置、FL/SE坐标原点定义和主尺度。
3.根据权利要求1所述的基于AutoCAD的外板自动展开方法,其特征在于,肋骨线编号包括:
将“FR”标记注册到扩展数据;
将肋位号信息关联到"FR"标记;
将"FR"标记写入扩展数据;
将扩展数据添加到肋骨线图元;
更新肋骨线;
纵线编号包括:
将“LL”标记注册到扩展数据;
将纵线编号关联到"LL"标记;
将"LL"标记写入扩展数据;
将扩展数据添加到纵线图元;
更新纵线。
4.根据权利要求1所述的基于AutoCAD的外板自动展开方法,其特征在于,在肋骨线和纵线编号以后,对其进行编号完整性检查,若不完整,重新编号。
5.根据权利要求1所述的基于AutoCAD的外板自动展开方法,其特征在于,外板展开包括:
通过识别肋骨线与纵线的各自编号,获取所有纵线的集合;遍历纵线集合,针对任一条纵线,求得与其相交的所有肋骨线集合,同时获得各对应横坐标X集合;
遍历肋骨线集合,获取所有肋骨线与所选定的一条纵线的交点集合;
遍历交点集合,分别获取各肋骨线在各交点处的区间围长,加上交点所处肋骨线的最低点到基线的距离,进一步求得Y坐标集合;
根据X,Y坐标将各交点有序连成多段线。
6.根据权利要求5所述的基于AutoCAD的外板自动展开方法,其特征在于,肋骨线和纵线交点在SE上对应的X坐标,通过计算公式:x=N*S+(FR-N)*Sn+1进行计算,其中,FR表示交点处的肋位号,N表示变肋距处的起始肋位号,S表示N号肋位向艉的肋距值;Sn+1表示FR肋位处的肋距值;x表示所求的肋位号FR的横坐标X。
7.根据权利要求6所述的基于AutoCAD的外板自动展开方法,其特征在于,外板展开还包括提取平底线/平边线:设置一适当允差T,假设肋骨线节点的Y坐标绝对值不大于T,则断定该点位于基线上,与基线重合段的节点集合按X坐标的绝对值从大到小排序,排序后的集合中第一个点即为平底线在FL上对应的一个节点,针对所有肋骨线分别获取该节点,并有序组成点集,然后转换成SE上的点集并连接成线,即为平底线;
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8.根据权利要求1所述的基于AutoCAD的外板自动展开方法,其特征在于,还包括:对展开线进行标准化设置。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181109 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |