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船体外板展开算法及程序实现

时间:2010-06-02 08:00:00 来源:

    3程序设计流程
   
    3.1肋骨型线设计

   
    整个展开过程中用户需要输入的是设计要求,根据这些设计数据程序会自动进行处理.程序依次在各肋位处建立切而,求其与船体曲面的交线,隐藏这些切面得到此肋位r.肋骨型线,按照命名规则对其进行命名,并将肋骨型线与肋骨号及其纵向位置(距#0之距离)联系起来.解除犁线作为交线的二阶约束,进行曲线拟合添加控制点,建立肋骨型线数据表(对于水线面与肋骨型线交点处的坐标值可由求交计算得出).计算肋骨线的实长,程序先把肋骨型线中的直线段长度累加存入相应的数组中,然后把曲线分段依次计算各段的弧长,加到数组相应的位置.储存各条肋骨型线的控制点坐标,各段肋骨型线的实长和每两根相邻的肋骨围成的曲面面积.所有的信息被保存到数据库中用于展开图的绘制.
   
    3.2肋骨型线展开
   
    利用上文得到的肋骨型线数据,基于曲而面积不变进行肋骨型线的展开.展开以尾部为准向前依次展开,曲面的间距以划分的网格为准.程序具有对船体是否有舰鳍或球鼻首进行判断及处理功能.如发现数据表中获取的曲线的点数减去得到的曲线段个数(根据求得的各段长度来判断曲线的分段数)人于2,则此处必包括艇鳍或球鼻首,这时分两部分分别进行展开和计算.展开后建立的平面及平边线和平底线如图3所示.
    


    肋骨型线全部展开后,需要在展开图上绘制平边线、平底线以及分段线,并得到线上的控制点信息.程序再次访问肋骨型线数据表,判断各条线上的控制点的横向和纵向坐标,当坐标值之差达到要求的精度时,这些控制点之间则为直线,记下直线的长度,若无直线段则数据库中标记为0,分别用每条展开线的起点和终点坐标加上和减去相应长度即可求出每条展开线上的平底线和平边线的控制点的位置,连起所有的点就绘制出平边线和平底线.
   
    3.3外板板绝的设计

   
    板缝线由设计者给出每个分段的纵接缝和横接缝的距离,程序自动建立.用户可以选择外板是否为等长等宽,如果各个分段内的外板的尺寸不一致,程序则打开数据库中的外板尺寸表,由用户进行长、宽的输入,可以是每个分段的每一列外板一个尺寸.首先建立纵接缝,选择所在分段平面,按照给定的距离进行剖切,生成纵接缝线,利用程序获取每条纵接缝的起终点坐标,利用给定的板宽进行横接缝的自动绘制.排线时按照双面排的原则(即排-列最上面的板,再排-列最下面的板),以保证平面板尽可能地放在一起.板缝线的布置如图4所示.
   


    在自动排板后,可以由设计者进行交互设计交互设计是为了结合设计者的经验,通过人机交互的形式来补充板缝设计时的不合理之处.在交互设计模块中,每条板缝线都给定一个编号,用户进行添加、删除;操作时会由程序改变涉及到的外板编号,修改操作时不会改变外板板缝的编号.
   
    4外板模型的建立与信息处理

   
    船体外板是矩形的平面板,根据数据表和给定的外板长度、宽度计算出每块外板四个端点处的坐标,依次建立并加厚在船体外板建立的同时程序选中此外板,把得到的信息保存在数据库对应表中的属性域中.同样,在创建外板时板的名称及长度、宽度、厚度、体积和计算得到的重量、表面积、通过判断坐标得出的属性(是否为平面板)信息被同步保存到数据库中,用户可以进行查看、添加、修改等操作.如对全船外板查询、全船外板厚度查询、分段外板信息查询、分段厚度查询以及分段组合查询"分段组合查询可以选择几个分段查询相同厚度的外板信息,如图5示.
   


    本文使用SQL server数据库工具建立工程数据库,各个应用模块对共享数据库的访问通过各自的数据存取接口来完成这些数据存取接日是定义基于SQL的查询、储存过程或视图记录的集合,同时会把结果返回到用户界面中,并在数据库视图中储存建立船体模型所需的设计生产信息和建造信息.程序提供客户的远程数据访问页面,在HTML中嵌入SQL语言程序,与数据库互连,生成数据集:将XML文档直接存入数据库,利用XML的数据组织能力特点,对存入数据库中的文档进行有效地访问.在WEB页面打开时添充数据集,同时断开与数据库的连接,提高浏览的速度和数据的操作速度.
   
    5结语

   
    本文所开发的程序不仅能够解决肋骨线型图和外板展开图绘制时费时费力的弊端,可大大提高上作效率另外,对运用先进的三维参数化特征建模技术、数据库管理技术、面向对象的编程技术来解决船舶设计的具体问题进行了探索并开发出了其应用原型,对实现船舶设计的数字化有实际意义和应用价值.