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船舶三维结构建模干涉检查算法与运用要求

收藏本文 2024-03-22 点赞:6531 浏览:20818 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:计算机辅助设计(CAD)技术的快速进展带来了船舶设计技术的不断革新,三维设计已经逐渐替代二维设计成为船舶设计的主要策略,计算机辅助设计软件被广泛运用于船舶设计领域,如TRIBON、NAPA、CATIA、FORAN等。这大大缩短了船舶设计、生产周期,提升了造船质量和科学管理水平,加速了造船自动化进程。干涉检查一直是计算机辅助设计领域非常重要的一个方面,通过干涉检查可以及时排除设计中的错误,便于进行后续工作。船舶领域中的干涉检查通常是针对船舶中的管系结构,很少涉及到船体结构模型,而船体三维结构建模是船舶三维设计的非常重要的一个环节,它不仅是船舶相关计算的依据,也是后期二维出图的基础。本论文浅析了现有干涉检查的算法,结合船体结构的特点,将船体结构模型的干涉检查分为板材同板材、型材同型材、板材同型材这三类来进行。在现有干涉检查算法的基础上选择轴向平行包围盒作为船体结构干涉检查的基本策略,采取非均匀有理B样条(NURBS)作为船舶曲线曲面的表达策略,同时结合不同类型对象的特点,分别进行了深入的探讨,提出了不同精确求交的策略。并结合船体结构会发生互相贯穿这一特点,为避开误判的发生,提出了排除贯穿的策略,来节省干涉检查的时间,提升检查效率。最后,借助FORAN系统提供的二次开发平台FDE,通过二次开发验证所提出的算法。关键词:船体结构论文干涉检查论文包围盒论文NURBS曲线分割论文三维建模论文

    摘要4-5

    Abstract5-6

    目录6-8

    第1章 绪论8-18

    1.1 论文的探讨背景和作用8-9

    1.1.1 论文的探讨背景8

    1.1.2 论文的作用8-9

    1.2 船舶三维建模技术9-12

    1.2.1 三维建模技术的进展历程9-11

    1.2.2 三维建模技术在船舶领域的运用11-12

    1.3 干涉检查介绍12-16

    1.3.1 干涉检查的定义12-13

    1.3.2 干涉检查不足的复杂性13-14

    1.3.3 干涉检查算法概述14-15

    1.3.4 船舶三维建模干涉算法15-16

    1.4 论文探讨的内容和结构安排16-18

    第2章 常见干涉检查算法及论述基础18-31

    2.1 包围盒检测技术概述18-22

    2.1.1 几种常用包围盒介绍18-20

    2.1.2 几种包围盒比较20-22

    2.2 曲面求交22-24

    2.2.1 曲面求交的策略22-23

    2.2.2 曲面分割的原则23-24

    2.3 NURBS曲线、曲面的表达及相关算法24-30

    2.3.1 B样条基函数和德布尔(DeBoor)算法25-26

    2.3.2 NURBS曲线的齐次坐标表示26-27

    2.3.3 NURBS曲线的分割27-29

    2.3.4 NURBS曲面的表达及插值分割29-30

    2.4 本章小结30-31

    第3章 船体结构模型的干涉检查31-50

    3.1 船舶型材同型材的干涉检查31-37

    3.1.1 船舶型材的特点及构建原理31-32

    3.1.2 船舶型材的轴向层次包围盒算法32-34

    3.1.3 “正常贯穿”的排除34-35

    3.1.4 船舶型材的精确求交35-37

    3.2 船舶板材同板材的干涉检查37-45

    3.2.1 板材间的干涉检查策略37

    3.2.2 三角形的求交测试37-39

    3.2.3 板材曲面的干涉判断39-42

    3.3.4 相交不干涉情况的排除策略42-45

    3.3 型材同板材的干涉检查45-49

    3.3.1 弯曲型材同曲面板材的干涉检查45-46

    3.3.2 弯曲型材同平面板材的干涉检查46-48

    3.3.3 直线型型材同曲面板材的干涉检查48

    3.3.4 直线型型材同平面板材的干涉检查48-49

    3.4 本章小结49-50

    第4章 船舶结构建模干涉算法的运用50-67

    4.1 FORAN系统FHULL模块干涉检查功能的开发50-55

    4.1.1 FORAN系统介绍50-51

    4.1.2 FORAN系统结构建模模块FHULL51-52

    4.1.3 FHULL模块干涉检查功能的开发52-55

    4.2 干涉算法实例运用55-66

    4.2.1 型材间干涉检查算法的实例运用56-59

    4.2.2 板材间干涉检查算法的实例运用59-63

    4.2.3 型材同板材间干涉检查算法的实例运用63-66

    4.3 本章小结66-67

    第5章 结论与展望67-68

    致谢68-69

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