CN116561916B - 一种基于catia v6的金属围壁参数化建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及船舶数字化设计技术领域，提供了一种基于CATIA V6的金属围壁参数化建模方法。该方法包括：在需要创建金属围壁的位置创建基准平面；以基准平面M0为基准创建草图，并在草图中设置距离顶部/底部的边界值H，获得金属围壁边界所围成的区域填充为面；分别发布压槽底部球心，压槽顶部球心，获得并发布金属围壁压槽截面曲线C1、金属围壁压槽截面曲线和金属围壁压槽截面曲线；继而得到压槽曲面Surface1，压槽曲面Surface2和得到曲面Surface3；最终获得符合设计需求的金属围壁支持面Support1；获得目标金属围壁模型。本发明解决了平直板金属围壁厚度薄，刚度差和强度差的技术问题广。

Description

一种基于CATIA V6的金属围壁参数化建模方法
技术领域
本发明涉及船舶数字化设计技术领域，尤其涉及一种基于CATIA V6的金属围壁参数化建模方法。
背景技术
目前，船舶中的金属围壁用于隔开需要隔分存储或分类的物品，应用很广金属围壁区分舱室。
但是，平直板金属围壁厚度薄，刚度和强度差，为提高金属围壁性能需要对金属围壁板进行压槽处理，以提升其结构强度。金属围壁在舱内结构使用范围广，需要压槽的区域多，金属围壁形状多样，需要压槽位置、长度不尽相同，现有技术方案都不能满足快速建模需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于CATIA V6的金属围壁参数化建模方法，以解决现有技术中有关结构设计中金属围壁压槽不能够参数化生成，快速、批量化满足建模需求，设计效率低下的技术问题。
本发明提供了一种基于CATIA V6的金属围壁参数化建模方法，包括：
S1.在需要创建金属围壁的位置创建基准平面M0；
S2.以所述基准平面M0为基准创建草图，并在所述草图中通过设置距离顶部/底部的边界值H，获得金属围壁边界所围成的区域填充为面Surface-0；
S3.基于垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis1的平面M1、垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis2的平面M2和垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis3的平面M3，分别发布压槽底部球心P1，压槽顶部球心P2，获得并发布金属围壁压槽截面曲线C1、金属围壁压槽截面曲线C2和金属围壁压槽截面曲线C3；
S4.将所述金属围壁压槽截面曲线C1、所述金属围壁压槽截面曲线C2分别以所述轴线Axis1为基准旋转形成压槽曲面Surface1和压槽曲面Surface2；
S5.将所述金属围壁压槽截面曲线C3，沿Axis1方向从所述压槽底部球心P1拉伸至所述压槽顶部球心P2，得到曲面Surface3；
S6.将所述压槽曲面Surface1、所述压槽曲面Surface2和所述压槽曲面Surface3组合为曲面Surface-压槽1，并基于所述曲面Surface-压槽1，获得符合设计需求的金属围壁支持面Support1；
S7.依据所述金属围壁支持面Support1，获得目标金属围壁模型。
进一步地，所述S2包括：
S21.以所述基准平面M0为基准创建草图，在所述草图中通过设置距离顶部/底部的边界值H，基于所述距离顶部/底部的边界值H，绘制出金属围壁边界Limit1～Limit4；
S22.基于所述金属围壁边界Limit1～Limit4所围成的区域采用Fill命令进行填充得到面Surface-0。
进一步地，所述S3包括：
S31.基于垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis1的平面M1、垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis2的平面M2和垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis3的平面M3，分别发布所述压槽底部球心P1和所述压槽顶部球心P2；
S32.基于所述压槽底部球心P1和所述压槽顶部球心P2，获得所述金属围壁压槽截面曲线C1、所述金属围壁压槽截面曲线C2和金属围壁压槽截面曲线C3。
进一步地，所述S2中，所述距离顶部/底部的边界值H设置为：距离边界Limit1为L0，距离顶部边界为H1-TOP，距离底部边界为H1-BOT的压槽辅助线。
进一步地，所述S4包括：将所述金属围壁压槽截面曲线C1、所述金属围壁压槽截面曲线C2分别以所述轴线Axis1为基准沿相反方向向两边各自旋转90°以形成压槽曲面Surface1和压槽曲面Surface2。
进一步地，所述S6包括：
S61.采用不同参数，重复步骤S2-步骤S6操作，得到其他压槽曲面Surface-压槽2、Surface-压槽3…Surface-压槽n，其中，n表示压槽数量，所述不同参数包括凹槽半径R1、转圆半径R2、端部转圆半径R3、凹槽端部半径R4、压槽底部球心P1、压槽顶部球心P2、距离顶部边界为H1-TOP和距离底部边界为H1-BOT；
S62.基于所述Surface-压槽1、所述Surface-压槽2…所述Surface-压槽n，对所述面Surface-0修剪、组合成为符合设计需求的金属围壁支持面Support1。
进一步地，所述S7之后还包括：
基于金属围壁边界参数和金属围壁压槽参数，经过所述步骤S2-步骤S3，对金属围壁板进行压槽处理，获得目标金属围壁。
进一步地，所述金属围壁边界参数包括基准面和金属围壁边界Limit1～Limit4；所述金属围壁压槽参数包括距离顶部/底部的边界值H、L/n/H、凹槽半径R1、转圆半径R2、端部转圆半径R3和凹槽端部半径R4，其中，L表示每两个压槽中心线之间的间距，n表示同间距压槽的数。
本发明与现有技术相比存在的有益效果是：
1、本发明的方法解决了平直板金属围壁厚度薄，刚度差和强度差的技术问题。
2、本发明的方法对金属围壁板进行压槽处理，提高了金属围壁性能，提升了其结构强度。
3、本发明的方法能够满足压槽的区域多，金属围壁形状多、需要压槽位置、长度不尽相同等需求。
4、本发明的方法不但能满足快速建模需求，还能使得制成的金属围壁在舱内结构使用范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种基于CATIA V6的金属围壁参数化建模方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的金属围壁压槽平面示意图；
图3是本发明实施例提供的金属围壁压槽参数示意图；
图4是本发明实施例提供的金属围壁端部压槽示意图；
图5是本发明实施例提供的金属围壁压槽中部示意图；
图6是本发明实施例提供的金属围壁压槽示意图示意图；
图7是本发明实施例提供的多个压槽的金属围壁示意图；
图8是本发明实施例提供的金属围壁压槽模型的示意图；
图9是本发明实施例提供的金属围壁参数输入界面示意图；
图10是本发明实施例提供的金属围壁压槽参数输入界面示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
下面将结合附图详细说明本发明的一种基于CATIA V6的金属围壁参数化建模方法。
图1是本发明实施例提供的一种基于CATIA V6的金属围壁参数化建模方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的金属围壁压槽平面示意图。
如图1所示，该金属围壁参数化建模方法包括：
S1.在需要创建金属围壁的位置创建基准平面M0；
应用场景下，金属围壁用于区分舱室，例如，船舶中需要对货物隔开或分类储存的物品之间创建金属围壁的位置创建基准平面。
S2.以所述基准平面M0为基准创建草图，并基于所述草图中通过设置距离顶部/底部的边界值H，获得金属围壁边界所围成的区域填充为面Surface-0；
所述S2包括：
S21.以所述基准平面M0为基准创建草图，在所述草图中通过设置距离顶部/底部的边界值H，基于所述距离顶部/底部的边界值H，绘制出金属围壁边界Limit1～Limit4；
S22.基于所述金属围壁边界Limit1～Limit4所围成的区域采用Fill命令进行填充得到面Surface-0。
其中，所述H为根据人为需要设置。
图3是本发明实施例提供的金属围壁压槽参数示意图。
S3.基于垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis1的平面M1、垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis2的平面M2和垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis3的平面M3，分别发布压槽底部球心P1，压槽顶部球心P2，获得并发布金属围壁压槽截面曲线C1、金属围壁压槽截面曲线C2和金属围壁压槽截面曲线C3；
其中，Axis1是过压槽底部球心P1，压槽顶部球心P2的直线，改变压槽底部球心P1，压槽顶部球心P2，Axis1也会改变。
如图8所示，步骤S1、S2由设计人员在产品设计前期负责创建，后续设计过程中无需重复操作。步骤S3-S6通过使用CATIA V6开放的CAA底层接口，结合数学中三角函数及几何知识运算，在Microsoft visual studio软件上利用C++编程实现压槽曲面快速创建，并根据用户需求创建人机交互界面，步骤如下：
(1)在二次开发的交互界面依次选择S1中创建的基准平面M0，选择S2中绘制的Limit1～LImitn,输入H:输入顶部距离边界值H1-TOP与压槽底部距离边界值H1-BOT，可设置多个不同的距离顶部/底部的边界值H…；
(2)输入L/n/H：L0为第一个压槽中心线距离其边界Limit1的距离，Ln为每两个压槽中心线之间的间距，n为同间距压槽的数量，H为S3中输入的距离顶部/底部的边界值，H从S3中设置的数值中选取。
所述S3具体包括：
S31.基于垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis1的平面M1、垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis2的平面M2和垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis3的平面M3，分别发布所述压槽底部球心P1和所述压槽顶部球心P2；
S32.基于所述压槽底部球心P1和所述压槽顶部球心P2，获得所述金属围壁压槽截面曲线C1、所述金属围壁压槽截面曲线C2和金属围壁压槽截面曲线C3。
所述距离顶部/底部的边界值H设置为：距离边界Limit1为L0，距离顶部边界为H1-TOP，距离底部边界为H1-BOT的压槽辅助线。
图4是本发明实施例提供的金属围壁端部压槽示意图。
S4.将所述金属围壁压槽截面曲线C1、所述金属围壁压槽截面曲线C2分别以所述轴线Axis1为基准旋转形成压槽曲面Surface1和压槽曲面Surface2；
所述S4包括：将所述金属围壁压槽截面曲线C1、所述金属围壁压槽截面曲线C2分别以所述轴线Axis1为基准沿相反方向向两边各自旋转90°以形成压槽曲面Surface1和压槽曲面Surface2。
图5是本发明实施例提供的金属围壁压槽中部示意图。
S5.将所述金属围壁压槽截面曲线C3，沿Axis1方向从所述压槽底部球心P1拉伸至所述压槽顶部球心P2，得到曲面Surface3；
图6是本发明实施例提供的金属围壁压槽示意图示意图。
图7是本发明实施例提供的多个压槽的金属围壁示意图；
图8是本发明实施例提供的金属围壁压槽模型的示意图；
图9是本发明实施例提供的金属围壁参数输入界面示意图；
图10是本发明实施例提供的金属围壁压槽参数输入界面示意图。
S6.将所述压槽曲面Surface1、所述压槽曲面Surface2和所述压槽曲面Surface3组合为曲面Surface-压槽1，并基于所述曲面Surface-压槽1，获得符合设计需求的金属围壁支持面Support1；
所述S6包括：
S61.采用不同参数，重复步骤S2-步骤S6操作，得到其他压槽曲面Surface-压槽2、Surface-压槽3…Surface-压槽n，其中，n表示压槽数量，所述不同参数包括凹槽半径R1、转圆半径R2、端部转圆半径R3、凹槽端部半径R4、压槽底部球心P1、压槽顶部球心P2、距离顶部边界为H1-TOP和距离底部边界为H1-BOT；
S62.基于所述Surface-压槽1、所述Surface-压槽2…所述Surface-压槽n，对所述面Surface-0修剪、组合成为符合设计需求的金属围壁支持面Support1。
使用Split命令、Join命令，基于所述Surface-压槽1、所述Surface-压槽2所述Surface-压槽n将所述面Surface-0修剪、组合成为设计需求的金属围壁支持面Support1。
根据需要采用多种参数，重复S2～S6操作，得到其他压槽的曲面所述Surface-压槽2所述Surface-压槽3所述Surface-压槽n。
S7.依据所述金属围壁支持面Support1，获得目标金属围壁模型。
所述S7之后还包括：
基于金属围壁边界参数和金属围壁压槽参数，经过所述步骤S2-步骤S3，对金属围壁板进行压槽处理，获得目标金属围壁。
所述金属围壁边界参数包括基准面和金属围壁边界Limit1～Limit4；所述金属围壁压槽参数包括距离顶部/底部的边界值H、L/n/H、凹槽半径R1、转圆半径R2、端部转圆半径R3和凹槽端部半径R4，其中，L表示每两个压槽中心线之间的间距，n表示同间距压槽的数。本发明金属围壁参数化建模方法包括所述金属围壁参数和所述金属围壁压槽参数。
本发明的方法解决了平直板金属围壁厚度薄，刚度差和强度差的技术问题；对金属围壁板进行压槽处理，提高了金属围壁性能，提升了其结构强度；能够满足压槽的区域多，金属围壁形状多、需要压槽位置、长度不尽相同等需求；不但能满足快速建模需求，还能使得制成的金属围壁在舱内结构使用范围广。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于CATIA V6的金属围壁参数化建模方法，其特征在于，包括：
S1.在需要创建金属围壁的位置创建基准平面M0；
S2.以所述基准平面M0为基准创建草图，在所述草图中通过设置距离顶部/底部的边界值H，基于所述距离顶部/底部的边界值H，绘制出金属围壁边界Limit1～Limit4；
基于所述金属围壁边界Limit1～Limit4所围成的区域采用Fill命令进行填充得到面Surface-0；
所述距离顶部/底部的边界值H设置为：距离边界Limit1为L0，距离顶部边界为H1-TOP，距离底部边界为H1-BOT的压槽辅助线；
S3.基于垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis1的平面M1、垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis2的平面M2和垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis3的平面M3，分别发布压槽底部球心P1，压槽顶部球心P2，获得并发布金属围壁压槽截面曲线C1、金属围壁压槽截面曲线C2和金属围壁压槽截面曲线C3；
S4.将所述金属围壁压槽截面曲线C1、所述金属围壁压槽截面曲线C2分别以所述轴线Axis1为基准沿相反方向向两边各自旋转90°以形成压槽曲面Surface1和压槽曲面Surface2；
S5.将所述金属围壁压槽截面曲线C3，沿Axis1方向从所述压槽底部球心P1拉伸至所述压槽顶部球心P2，得到曲面Surface3；
S6.将所述压槽曲面Surface1、所述压槽曲面Surface2和所述压槽曲面Surface3组合为曲面Surface-压槽1，并基于所述曲面Surface-压槽1，获得符合设计需求的金属围壁支持面Support1；
S7.依据所述金属围壁支持面Support1，获得目标金属围壁模型。
2.根据权利要求1所述的金属围壁参数化建模方法，其特征在于，所述S3包括：
S31.基于垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis1的平面M1、垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis2的平面M2和垂直于所述基准平面M0过设定轴线Axis3的平面M3，分别发布所述压槽底部球心P1和所述压槽顶部球心P2；
S32.基于所述压槽底部球心P1和所述压槽顶部球心P2，获得所述金属围壁压槽截面曲线C1、所述金属围壁压槽截面曲线C2和金属围壁压槽截面曲线C3。
3.根据权利要求1所述的金属围壁参数化建模方法，其特征在于，所述S6包括：
S61.采用不同参数，重复步骤S2-步骤S6操作，得到其他压槽曲面Surface-压槽2、Surface-压槽3…Surface-压槽n，其中，n表示压槽数量，所述不同参数包括凹槽半径R1、转圆半径R2、端部转圆半径R3、凹槽端部半径R4、压槽底部球心P1、压槽顶部球心P2、距离顶部边界为H1-TOP和距离底部边界为H1-BOT；
S62.基于所述Surface-压槽1、所述Surface-压槽2…所述Surface-压槽n，对所述面Surface-0修剪、组合成为符合设计需求的金属围壁支持面Support1。
4.根据权利要求1所述的金属围壁参数化建模方法，其特征在于，所述S7之后还包括：
基于金属围壁边界参数和金属围壁压槽参数，经过所述步骤S2-步骤S3，对金属围壁板进行压槽处理，获得目标金属围壁；
所述金属围壁边界参数包括基准面和金属围壁边界Limit1～Limit4；所述金属围壁压槽参数包括距离顶部/底部的边界值H、L/n/H、凹槽半径R1、转圆半径R2、端部转圆半径R3和凹槽端部半径R4，其中，L表示每两个压槽中心线之间的间距，n表示同间距压槽的数。
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