CN113148054B - 一种船舶导流罩的建模放样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船舶导流罩的建模放样方法，包括以下步骤：根据所述导流罩的型线图中提供的上端样线数据和下端样线数据，对所述导流罩进行插值处理，获取每档肋位处的型值数据，对不够光顺的区域进行优化处理；将数据导入曲面建模软件，建立所述导流罩的上端样线拉伸曲面和下端样线拉伸曲面；将所述导流罩的上端样线拉伸曲面与船舶的船体外板面相交，获得导流罩曲面的上端边界；将所述导流罩的下端样线拉伸曲面与导流罩的下端封板面相交，获得导流罩曲面的下端边界；建立所述导流罩曲面，完成所述导流罩曲面的建模和放样。本发明解决了导流罩设计生产中的建模及放样不准确的问题，提高导流罩生产设计生产的效率，属于造船生产设计的技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及造船生产设计的技术领域，特别是涉及一种船舶导流罩的建模放样方法。
背景技术
近年来，由于全回转推进器具有螺旋桨绕竖轴360°转动特点，有较好的推进和操纵功能，采用全回转推进器的电力驱动船舶逐渐增多。中小型工程类船舶一般采用双全回转推进器，通常在船体尾部左右对称布置。布置时为保证双全回转推进器具有较好的水动力性能和较高的推进效率，双全回转推进器的轴线尽量与船体外板线型接近垂直，使螺旋桨正向面对水流来流方向，以确保船舶获得最大的推进动力。因船舶尾部区域线型从船中到船舷曲度变化较大，一般在螺旋桨与船体外板之间沿双全回转推进器轴线垂直方向设置导流罩，导流罩可让水流规则通过螺旋桨，使螺旋桨获得最大的水流推动，提高双全回转推进器的推进效率。在船舶生产设计阶段，因导流罩结构线型曲度较大，且导流罩安装角度与双全回转推进器轴线垂直，与铅垂方向形成3°-5°的夹角，导致导流罩与船体外板的截交线确定困难，导流罩模型无法准确建立，只能采用手工放样的方式进行处理，手工放样的方式不仅存在较大误差而且效率低。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种船舶导流罩的建模放样方法，本发明解决了导流罩设计生产中的建模及放样不准确的问题，提高导流罩生产设计生产的效率。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种船舶导流罩的建模放样方法，包括以下步骤：
S1：根据所述导流罩的型线图中提供的上端样线数据和下端样线数据，对所述导流罩进行插值处理，获取每档肋位处的型值数据，对不光顺的区域进行优化处理；
S2：将S1中的数据导入曲面建模软件，建立所述导流罩的上端样线拉伸曲面和下端样线拉伸曲面；
S3：将所述导流罩的上端样线拉伸曲面与船舶的船体外板面相交，获得导流罩曲面的上端边界；
S4：将所述导流罩的下端样线拉伸曲面与导流罩的下端封板面相交，获得导流罩曲面的下端边界；
S5：根据所述导流罩曲面的上端边界和所述导流罩曲面的下端边界，建立所述导流罩曲面，最后完成所述导流罩曲面的建模和放样。
进一步的是，在S5中的建模过程中，将所述导流罩曲面进行板缝划分，选取所述板缝建立组成导流罩围板。
进一步的是，添加所述导流罩围板的材质、板厚、零件名称，添加所述导流罩围板的坡口、余量、流向码和加工码。
进一步的是，在S5中的放样过程中，在所述导流罩的每档肋位处添加导流罩内部的结构划线作为安装划线；根据所述导流罩内部的结构形式，沿船舶的船体长度方向添加焊接收缩补偿量；对所述导流罩模型进行结构重算，进行所述导流罩围板的零件展开工作。
进一步的是，所述围板展开后标注划线间的弧长距离。
进一步的是，所述安装划线通过数控切割机添加。
进一步的是，在S2中，所述曲面建模软件为SPD曲面建模软件。
进一步的是，在S5中，通过所述曲面建模软件中的两边界曲面指令建立导流罩曲面。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明可以建立导流罩的三维模型，可更加准确的提供导流罩的安装数据，相比传统通过手工建模出图和手工放样的方法，建模出图和放样的效率大大提升。通过本发明建立的导流罩的三维模型，可直观的发现模型与推进器、船体结构之间的干涉问题，减少现场制造问题的发生；本发明可以作为生产设计的指引，提供设计人员参考借鉴，使得导流罩的生产设计更加准确、更加规范，大大提升生产设计的质量和效率。
附图说明
图1是导流罩的结构示意图。
图2是导流罩的主视图。
图3是导流罩的俯视图。
图4是导流罩的上端样线拉伸曲面和下端样线拉伸曲面的示意图。
图5是导流罩曲面的上端边界和导流罩曲面的下端边界的示意图。
图6是导流罩的放样图。
图中，1为导流罩，2为螺旋桨轴心线，3为上端样线，4为下端样线，5为上端样线拉伸曲面，6为下端样线拉伸曲面，7为上端边界，8为下端边界，9为导流罩围板，11为靠舷侧导流罩放样零件,12为靠中侧导流罩放样零件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为叙述方便，除另有说明外，下文所说的上下方向与图2本身的上下方向一致，下文所说的左右方向与图2本身的左右方向一致。
如图1至图6所示，本实施例提供一种船舶导流罩的建模放样方法，导流罩1包括靠舷侧导流罩放样零件11、靠中侧导流罩放样零件12以及若干档肋位骨材。以6000HP深水供应船为例，该船采用双全回转推进器，布置在船舶尾部区域。导流罩1位于螺旋桨上方，导流罩1与船体外板焊接成整体。导流罩1俯视外形呈现水滴状，线型光顺，导流罩1与主船体的纵剖面有5°夹角，导流罩1的首部偏向船舷，导流罩1的尾部偏向船中，主船体左右各设置一个导流罩1且两个导流罩1形成八字分布。导流罩1以螺旋桨轴心线2位置距中4300mm作为安装基准线，导流罩1所有线型数据参考安装基准线的位置进行插值细化处理。
船舶导流罩1的建模放样方法包括以下步骤：
S1：设计导流罩1型线图，根据导流罩1型线图中提供的上端样线3数据和下端样线4数据，对导流罩1的端样线型值进行插值处理，获取每档肋位处的端样线的型值数据，肋位处型值数据用于细化导流罩端样线，对不够光顺的区域进行优化处理，使得上端样线3和下端样线4光顺平滑。
S2：将S1中上端样线3数据和下端样线4数据导入曲面建模软件，生成两条空间曲线，对空间曲线向垂直于水平基线平面方向进行拉伸，拉伸后形成导流罩1的上端样线拉伸曲面5和下端样线拉伸曲面6。
S3：将导流罩1的上端样线拉伸曲面5与船舶的船体外板面相交，获得导流罩曲面的上端边界7；拉伸后形成两个垂直于船体基线平面的柱面(上端样线拉伸曲面5和下端样线拉伸曲面6)，一个柱面(上端样线拉伸曲面5)与船体外板曲面相交，得到上端边界7。
S4：将导流罩1的下端样线拉伸曲面6与导流罩1的下端封板面相交，另一个柱面(下端样线拉伸曲面6)与导流罩1的下端封板斜平面相交，获得导流罩曲面的下端边界8。
S5：根据导流罩曲面的上端边界7和导流罩曲面的下端边界8，利用软件中的双边界曲面指令建立导流罩曲面，通过等分弧长的方式(上端边界7和下端边界8分别定值等分，然后点对点连线)，最后对导流罩曲面进行建模和放样。
具体的，在一个实施例中，导流罩曲面建立后，在S5中的建模过程中，将导流罩曲面进行板缝划分，导流罩曲面建立之后，开始进行曲面的板缝划分，板缝划分主要考虑油压机设备加工能力，涉及锤头加工范围、板幅宽度、弯曲半径等信息，一般沿曲面的直纹面进行划分，最终形成的闭合曲面弯度不小于90度，板缝平滑过渡。
板缝划分完成之后，选取若干条板缝(不少于四条)围成闭合空间，从而形成用于组成导流罩围板9的外形，各个导流罩围板9连接形成导流罩1，导流罩曲面为导流罩1上的整个曲面。
具体的，在一个实施例中，根据详细设计图纸及导流罩1施工工艺要求，添加导流罩围板9的材质、板厚、零件名称等属性信息，添加导流罩围板9的坡口、余量、流向码和加工码等生产信息，完成导流罩围板9建模工作。
具体的，在一个实施例中，在S5中的放样过程中，首先在曲面建模软件中运用曲面划线指令，在导流罩的每档肋位处添加导流罩1内部的结构划线作为安装划线，省去以往采用的手工二次划线工作，肋位选择整档肋位，例如第十档肋位、第二十档肋位等。
因导流罩1内部筋板结构较多，所以需在曲面建模软件中添加焊接收缩补偿量，根据导流罩1内部的结构形式，沿船舶的船体长度方向添加焊接收缩补偿量；对导流罩1模型进行结构重算，在无报错的情况下，进行导流罩围板9的零件展开工作。
具体的，在一个实施例中，导流罩围板9的零件展开后标注划线间的弧长距离，用于现场检验使用。
具体的，在一个实施例中，安装划线通过数控切割机添加，安装划线通过数控切割机添加，可以在数控切割机上以喷粉线的方式打印在钢板上，作为导流罩1内部结构的安装划线。
具体的，在一个实施例中，在S2中，曲面建模软件为SPD曲面建模软件。
具体的，在一个实施例中，在S5中，通过曲面建模软件中的两边界曲面指令建立导流罩曲面。
具体的，在一个实施例中，导流罩1的呈水滴状，线型光顺。
具体的，在一个实施例中，导流罩1与船舶的船体的纵剖面之间的夹角为β，β为5°。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种船舶导流罩的建模放样方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：根据所述导流罩的型线图中提供的上端样线数据和下端样线数据，对所述导流罩进行插值处理，获取每档肋位处的型值数据，对不光顺的区域进行优化处理；
S2：将S1中的数据导入曲面建模软件，建立所述导流罩的上端样线拉伸曲面和下端样线拉伸曲面；
S3：将所述导流罩的上端样线拉伸曲面与船舶的船体外板面相交，获得导流罩曲面的上端边界；
S4：将所述导流罩的下端样线拉伸曲面与导流罩的下端封板面相交，获得导流罩曲面的下端边界；
S5：根据所述导流罩曲面的上端边界和所述导流罩曲面的下端边界，建立所述导流罩曲面，最后完成所述导流罩曲面的建模和放样。
2.根据权利要求1所述的一种船舶导流罩的建模放样方法，其特征在于：在S5中的建模过程中，将所述导流罩曲面进行板缝划分，选取所述板缝建立组成导流罩围板。
3.根据权利要求2所述的一种船舶导流罩的建模放样方法，其特征在于：添加所述导流罩围板的材质、板厚、零件名称，添加所述导流罩围板的坡口、余量、流向码和加工码。
4.根据权利要求1所述的一种船舶导流罩的建模放样方法，其特征在于：在S5中的放样过程中，在所述导流罩的每档肋位处添加导流罩内部的结构划线作为安装划线；根据所述导流罩内部的结构形式，沿船舶的船体长度方向添加焊接收缩补偿量；对所述导流罩模型进行结构重算，进行所述导流罩围板的零件展开工作。
5.根据权利要求4所述的一种船舶导流罩的建模放样方法，其特征在于：所述围板展开后标注划线间的弧长距离。
6.根据权利要求4所述的一种船舶导流罩的建模放样方法，其特征在于：所述安装划线通过数控切割机添加。
7.根据权利要求1所述的一种船舶导流罩的建模放样方法，其特征在于：在S2中，所述曲面建模软件为SPD曲面建模软件。
8.根据权利要求1所述的一种船舶导流罩的建模放样方法，其特征在于：在S5中，通过所述曲面建模软件中的两边界曲面指令建立导流罩曲面。
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Application publication date: 20210723 Assignee: Zhanjiang Nanhai Shipbuilding High tech Service Co.,Ltd. Assignor: CSSC HUANGPU WENCHONG SHIPBUILDING Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980048830 Denomination of invention: A modeling and layout method for ship fairways Granted publication date: 20220902 License type: Common License Record date: 20231130 |
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