閆 巍

(泰州口岸船舶有限公司，江蘇泰州225321)

0 引言

20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)一些大型船舶企業(yè)先后引進(jìn)了TRIBON三維設(shè)計(jì)軟件，獲得了較好的效果。我公司為了順應(yīng)造船新技術(shù)的迅猛發(fā)展，縮短生產(chǎn)設(shè)計(jì)周期，提高出圖質(zhì)量及切割零件精度，做到專業(yè)間資源共享，于2006年引進(jìn)了先進(jìn)的TRIBON三維設(shè)計(jì)軟件。經(jīng)過幾年的實(shí)踐探索，逐步形成了適合公司實(shí)際的專用軟件，并在已出廠的10 000 t多用途船上得到了推廣應(yīng)用。本文以10 000 t多用途船為例，詳細(xì)介紹該船在型線光順過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)難點(diǎn)以及相應(yīng)的操作技巧。

1 10 000 t多用途船主要概況

10 000 t多用途船是目前全球載重噸最大的單一貨艙重吊船，總長(zhǎng)133 m，兩柱間長(zhǎng)122．85 m，型寬23 m，型深11．4 m，為單槳、單柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的無限航區(qū)多用途干貨船。該船為全焊接鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)有單層連續(xù)甲板，球鼻艏傾斜船首、方尾、圓舭和艏艉樓，貨艙區(qū)域?yàn)閱我回浥摚_口為94．25 m×16．2 m，單艙可裝載10 000 t。該船配備2臺(tái)450 t電液驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)式甲板起重機(jī)，全部安裝在船舶的左舷，聯(lián)吊時(shí)最大起吊重量900 t，且需要使用輔助浮箱系統(tǒng)。該船突破了傳統(tǒng)的船舶設(shè)計(jì)理念，在船舶破艙穩(wěn)性、船舶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和船舶的抗扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度等方面攻克了諸多技術(shù)難題。該船型科技含量高，建造精度要求更嚴(yán)，屬于高附加值船型，因此，保障各個(gè)設(shè)計(jì)階段的精度是達(dá)到該船質(zhì)量目標(biāo)的關(guān)鍵。10 000 t多用途船總布置圖如圖1所示。

2 型線光順的重要性

3 型線光順的方法及技巧

3．1 創(chuàng)建新船前的準(zhǔn)備工作

(1)準(zhǔn)備型線光順相關(guān)數(shù)據(jù)和圖紙，如型線圖、型值表、艏艉柱結(jié)構(gòu)圖等。設(shè)計(jì)院提供的型線型值可作為船體光順的基本型線，利用這些已知型線可織構(gòu)出基本的船體型表面。

(2)認(rèn)真仔細(xì)審圖，確定型表面的范圍，做好邊界線的處理工作，如艏艉輪廓線、邊平線、平底線、折角線、艉封板、艉軸出口、艏艉平行中體線及其他一些邊界線。

(3)以擴(kuò)展名為* ．dat、* ．txt或* ．bri等文本格式文件編輯相應(yīng)的邊界線文件、小側(cè)剖線文件及肋骨線文件等。

3．2 相關(guān)數(shù)據(jù)文件的輸入

數(shù)據(jù)文件輸入的一般順序首先是邊界線，然后是肋骨線，最后輸入小側(cè)剖線(按Pline線調(diào)入)。

3．3 型線光順的方法及技巧

光順型線的關(guān)鍵是每一根樣條曲線要盡量保證具有良好的光順精度，使曲線上的曲率成規(guī)律的均勻變化。所以，在輸入每種型線后應(yīng)對(duì)其光順度進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)要顧及曲線的獨(dú)立性與協(xié)調(diào)性。具體光順技巧還可利用觀察型線的曲率變化來判斷每一根曲線光順的優(yōu)劣，再通過Accept保存各類線條。所有數(shù)據(jù)文件輸入結(jié)束后進(jìn)行Lines特有的光順方法即三維光順法，三維光順法是在肋骨視圖上定義一些Cline構(gòu)造線，Cline線與肋骨線相交得到相應(yīng)的3D曲線，然后光順3D曲線。

圖1 10 000 t多用途總布置圖

通過以上方法反復(fù)光順3D曲線，直到插出滿意的肋骨線、水線及側(cè)剖線，得到最終的光順船型。

樣本采集：含藻種的樣本采自廣州華南理工大學(xué)校內(nèi)東湖，共設(shè)置2個(gè)采集點(diǎn)，采集水樣用采樣瓶裝好，分離純化在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。

3．4 Patch的生成及輸出

Patch是通過已有的線型，定義并生成船體曲面，用于其他計(jì)算模塊及生產(chǎn)模塊。生成Patch前需把首、尾半體的線型連成整船。

3．4．1 布置Patch的方法

(1)所有邊界線定義為Patch。

(2)使用水線、站線及邊界線等形成Patch。

(3)使用側(cè)剖線、水線及邊界線形成Patch。

(4)局部地區(qū)可以通過New Curve的人工方法定義Patch。

尾部Patch線布置情況如圖2所示。

圖2 尾部Patch線布置情況

三維光順時(shí)，通常將船分為首、尾半體分別進(jìn)行光順，因?yàn)檠卣x3D曲線比較困難。通常每半體需定義10～15根3D曲線，其中至少要有3根曲線通過舭部區(qū)域。定義3D曲線不能相互交叉，不能通過折角線、切點(diǎn)線和其他Pline線。

光順原則:首先要尊重型線原設(shè)計(jì)，不能對(duì)原設(shè)計(jì)修改太大，否則會(huì)影響船舶的性能;光順時(shí)應(yīng)嚴(yán)格保證設(shè)計(jì)的主尺度，如垂線間長(zhǎng)、吃水、型深、尾軸出口尺寸等;光順時(shí)應(yīng)考慮外板加工的可操作性、焊接空間等因素。

通過光順后的肋骨線及小側(cè)剖線插出水線，水線密度要適當(dāng)，不能太稀。插出水線后可將小側(cè)線(Pline)刪除，再根據(jù)肋骨線及水線插出所有的側(cè)剖線。

3．4．2 布置patch應(yīng)遵循的原則

(1)只能定義2條、3條和4條邊的Patch。

(2)一個(gè)Patch不能橫跨邊界線、折角線或切點(diǎn)線。

(3)相鄰Patch的角必須嚴(yán)格對(duì)應(yīng)，只能是“十”字形邊界，不允許“丁”字形邊界的存在。

(4)先生成平面區(qū)域的Patch，類型為Boundary型，再生成曲面區(qū)域的 Patch，類型為Scatter型，這樣可以保證生成的曲面精度。

(5)Patch中任意一個(gè)邊界中不能同時(shí)包含直線和曲線，在切點(diǎn)或折角線位置處切斷設(shè)為邊界線。

(6)Patch的邊界線盡量設(shè)為梯形或方形，大小劃分要合適。

3．4．3 Patch精度及連續(xù)性的檢查

(1)檢查Patch的曲線精度。生成Patch后的第一項(xiàng)工作是檢查曲面Patch的精度，如果同時(shí)檢查很多Patch，需要很長(zhǎng)時(shí)間，通常只檢查曲面形狀比較復(fù)雜的Patch。檢查曲線的精度，需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來判斷什么樣的精度是可以接受的。一般來講，平均偏差小于1．5 mm，最大偏差小于10 mm，這樣的曲面可以接受。

(2)檢查Patch的連續(xù)性。Patch連續(xù)性正確，則只有外邊界高亮度顯示;如果內(nèi)部的邊界高亮度顯示，則用戶需要檢查有關(guān)Patch的連續(xù)性。否則，該曲面不能用于后續(xù)的建模工作，因?yàn)榍婵赡軙?huì)存在端點(diǎn)或重疊。

3．4．4 Patch 的輸出

生成Patch的最后一步工作就是輸出dml文件，用于船體建模及其他計(jì)算模塊、生產(chǎn)模塊。

3．5 船體曲線的校驗(yàn)

輸出的dml文件是否很好地運(yùn)用于船體建模及其他計(jì)算模塊、生產(chǎn)模塊，第一項(xiàng)工作就是校驗(yàn)船型。校驗(yàn)船型的最佳方法，通常是用曲面建模的方式，在每根肋骨和每根縱骨位置生成船體曲線。船體曲面的成功生成表示船體曲面適用于曲面建模。

3．6 輸出生產(chǎn)所需的數(shù)據(jù)及圖紙

光順結(jié)束后，TRIBON軟件可以輸出滿足生產(chǎn)要求的放樣型值表和型線圖。尾部線型光順圖如圖3所示。

4 結(jié)語

通過使用TRIBON軟件進(jìn)行型線光順，不僅生成了高精度的船體型表面，而且大大提高了各專業(yè)的工作質(zhì)量和工作效率。當(dāng)然，真正熟練掌握TRIBON軟件型線光順的步驟、技巧，做出光順流暢的船體型表面，需要逐步摸索、體會(huì)。

圖3 尾部線型光順結(jié)果