船舶设计中工程出图自动化研究.doc

船舶设计中工程出图自动化研究.txt“恋”是个很强悍的字。它的上半部取自“变态”的“变”，下半部取自“变态”的“态”。 本文由刘钦01贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 船舶设计中工程出图自动化研究 武汉第二船舶设计研究所武汉雷铭崔湘龙 张文生 摘要 本文对在船舶设计软件环境下，由舰船立体模型自动生成相关工程图样的实现方法进行了 探讨，并据此提出了一套完整可行的二程出图解决方案。文章还对该方案中所涉及到的一些关键技术以及 为此开发的工程图样自动生成程序进行了霞点介绍。 关键词；舰船设计程出图 自动化 概述 目前，公司的船舶设计软件已经在国内造船领域得到了广泛应用，该软件 具有较强的三维设计能力，集成了多个船舶专用设计模块，是一种比较成熟的系统。 但是，作为美国开发的专业三维设计软件，所能提供的二维出图功能十分薄弱，与 国内的工程制图习惯和标准有较大的差异，也没有提供对汉字的支持。由于软件功能的限制， 设计人员无法直接由三维模型得到满足工程要求的二维图纸。因此，如何在舰船三 维模型的基础上实现二维出图，已成为舰船设计与制造单位急待解决的技术问题。 二维图形生成技术方案 通过对软件功能的深入研究和大量的二维出图实验，最后确定了一套基于 三维模型的二维图形生成技术方案。该方案的基本思路为：首先在中生成三 维模型的二维平面图，然后将该平面图输出转换到软件中，最后在中进行 图纸的修改和标注。二维图形生成技术方案的处理流程如图所示。 生成二维平面图 在中根据三维模型生成二维平面图，需要按如下步骤进行： 定义视图； 模型消隐； 平面投影。 定义视图 二维工程图样通常由若干视图组成，为了将三维模型投影为二维平而图形，需要首先在 仰应用环境中定义合适的视图。 在二维工程图样中，一个视图通常只用来表示局部空问范围设备布置情况，而在对应的 舰船产品三维模型中，却包含了整个舱室甚至全船的结构和部件。为了得到符合工程要求的 视图，通常可以采用两种处理办法，一种是对三维模型中的无关部件进行隐藏操作，另一种 是通过提供的 功能，根据需要创建具有一定空问显示范围的 特殊视图，这种视图只显示用户指定空间范围内的部件。 模型消隐 在中，三维模型是以前后透视的线框图进行显示的，而在二维工程图样中，零 部件通常根据其外形轮廓进行绘制。因此，在定义了合适的视图之后，还不能直接将三维模 型向二维平面进行投影，必须先对三维模型进行必要的消隐处理。为了实现对三维模型的消 隐，我们在出图程序中使用了的 平面投影 对三维模型进行消隐处理后，还需要将消隐后的三维模型向二维平面进行投影，才能得 到正确的平面图形。在其模块中提供了用于平面投影的 功能。 命令。但是，通过对实船三维模型进行平面投影的测试实验，我们发现 命 令的投影结果并不能完全满足工程出图的要求，这主要表现在： 该命令对参与投影的实体有数量上的限制，无法一次处理比较复杂的三维模型； 该命令无法对中构成管路、电缆等部件的实体投影； 在经过该命令投影后，三维模型中实体上所附带的各种属性信息并没有在其投影结 果中得到保留，这为以后的标注工作带来不便。 为解决以上问题，我们在二维图形生成程序中开发了相应的平面投影模块，弥补了 投影功能的缺陷。经过平面投影之后，便在中得到三维模型的二维平面图样。 将平面图输出到 工程图样的标注 一张完整的工程图样，不但包含几何图形信息，还应该包括相应的尺寸标注等文字信息。 虽然提供了用于标注的功能模块，但实际使用表明，其标注功能无法直接在工程制 图中进行应用。首先，的标注功能遵循的是国外标准；其次，的标注功能的 操作过程较为烦琐；另外，没有提供对中文的支持。由于以上种种缺陷，使得在 中直接进行工程标注变得困难。 经过多方案比较，最终确定在中进行工程图样的标注。与相比， 提供了较完整的标注及汉字支持。同时，设计人员对使用软件制图已有多年的应用 经验，无需额外的培训和适应过程。因此，将中的平面图形输出到中进行 标注是可行的。 图形输出方案 要将中的平面图输出为可以识别的图形，必须对的数据进行格 式转换。由于提供了专用的输出接口，而也提供了输入的功能， 因此，在研究过程中我们首先尝试将数据文件转换为格式的文件，然后利用 的接口将数据导入到中。 经过测试发现，与之问接口存在许多问题，具体表现在 实体上的属性信息无法转换为格式、数据转换为文件后数据量过大等 等。为了解决实体属性信息到的传递问题，我们仔细查阅了相关资料，经 过多方面的比较，最后确定将数据直接输出为格式的解决方案。分析和测试结 果表明，数据格式不但可以将实体属性信息方便地传递到，而且在兼容 性方面也较数据格式更为可靠。 提供了 命令，用于将三维模型转换为数据格式，并以文件 的方式进行输出。不过，的转换功能也存在着以下一些缺陷，仍然无法满足实 际工程使用的要求。 无法转换与模型实体关联的特征，例如颜色、线型、属性等； 无法转换、等类型的实体； 。 实际使用中经常出现图形丢失的情况。 鉴于以上原因，我们在二维图形生成程序中自行开发了相应的输出模块，用于取代 的转换功能。经过实际测试，该输出模块的转换性能可以满足工程出图的要求。 属性信息转换 ，在模型中，一个实体不但具有自己的几何特征，通常还会附带其它的非图形属 性。例如在表示管路的实体中，就附加了内外径、材料和引用标准等属性信息。这些 属性对于用户在中对图样进行标注具有重要意义。因此，在数据向 转换的过程中，必须解决这些属性信息提取和保存的问题。 按照部件的数据库结构，实体的非图形属性以子记录的形式保存在模型的 文件中。通过开发工具提供的相关函数，可以从数据库中提取出实体的这些 属性信息。在得到实体的属性信息后，还要使其能被读取和保存，最直接 的方法就是将这些属性信息保存到文件中。 扩展实体数据是在常规的图形数据基础上增加的按一系列分类代码组合而成 的数据块，它与常规实体数据一起可以构成内容更加广泛的实体数据将获得的实 体属性信息，以扩展实体数据的形式保存到文件中，可以实现了实体属性信息 到的转换。 出图样例 在舰船三维设计中，根据型号产品的工程研制需要，自行开发了二维图形生成程序，解 决了三维模型投影为二维平面图形、图形数据输出以及属性信息转换等关键技术问题。该二 维图形生成程序在实际应用中能够满足全舰船结构、舱室布置及设备安装等工程制图方面的 要求。图、图给出的是运行二维图形生成程序得到的中的工程图样示例。 图管路安装图示例 图舱室布置图示例 研究总结 本文分析国内外相关行业及软件的资料，经过深入研究和反复试验，最终制定出图方案， 并根据出图方案开发了相关的二维出图程序，程序软件的主要技术特点表现在： 出图程序主要使用开发工具编写，运行稳定可靠： 程序自动化程度高，运行过程中无需人工干预； 生成的图样文件可以直接在中进行编辑，实用方便； 可以由程序指定生成图样中线型、线宽和颜色等属性； 可以将维模型的实体属性保存到中，为用户后期的编辑操作提供了便利。 在本项技术研究和软件开发工作中，我们从舰船三维模型基础上自动生成二维图形技术 上积累了宝贵的实践经验，为今后该领域技术研究和应用的深入开展打下了更为坚实的技术 基础。 参考文献 ， ， ， ， （） ， 。 扩展实体数据的分析与应用：硼虹， 中国工程图学学会现代图形技术：， 船舶设计中工程出图自动化研究 作者： 作者单位： 雷铭， 崔湘龙， 张文生 武汉第二船舶设计研究所,武汉,430064 相似文献(4条) 1.会议论文 郑龙 CADDS5软件的可视化模型转换接口技术研究 2009 随着三维设计技术在舰船行业的普及,可视化应用技术在舰船行业也逐渐得到普遍的应用。采用可视化技术,可以用直观的可视化场景将三维设计结 果展现给设计人员,以便设计人员进行技术协调。本文针对舰船设计行业常用的CADDS5软件,讨论其可视化模型转换接口方法,分析模型转换过程中出现的 面片法向错误问题、LOD失真问题和拟合问题,并提出解决技术途径,为开展舰船产品的可视化应用提供技术参考。 2.期刊论文 万艳玲.何佳.王晓鹏 CADDS5软件在消磁系统中的应用研究 -微计算机信息2009,25(25) 本文针对CADDS5软件电气专业模块在消磁系统应用中存在的电缆敷设无法进行的问题,在分析了消磁系统三维设计中敷设电缆、通道的特殊性以及软 件本身功能的限制之后,根据其电缆敷设急待解决的技术问题提出了相应的方案和具体解决方法.通过在实际设计中的应用,在保证了消磁系统三维设计能 顺利进行的前提下减小了三维设计人员的工作难度,提高了工作效率,为以后舰船消磁系统三维生产设计打下一定的基础. 3.期刊论文 陈捷捷.李焱.吴波.Chen Jie-jie.Li Yan.Wu Bo 基于CADDS 5和VB的三维船体结构重量重心及材料统 计计算系统 -中国舰船研究2007,2(4) 根据平面图计算船体结构重量重心不但繁杂、耗时,而且难以保证计算结果的准确性.采用三维设计软件进行舰船设计,虽然具备计算功能,但仍然不 能满足实际工程需要,有必要进行二次开发.以CVMAC和Visual Basic 6.0作为开发工具,开发三维船体结构重量重心及材料统计计算系统,可以处理从 CADDS 5中获得的数据,自动完成区段和全船的重量重心及材料统计计算,提高设计效率和计算准确性. 4.学位论文 肖维维 基于虚拟现实的舰船损管训练系统研究与开发 2007 随着现代海战技术的不断发展，船舶安全性能变得越来越重要。对于军用船舶，保障舰船的生命力尤为重要。要提高舰船的生命力，除了在舰船设 计和建造中采取各种措施外，更重要的是要有一个功能完善、响应迅速的损管系统，也就是说有效的损害管制必须依靠先进、可靠的损管系统。排水系 统、灭火系统是舰船损管系统的重要组成部分。所以及时、准确地发现损害并迅速、正确地采取措施是挽救其生命力的关键之一，即损害管制是保障舰 船生命力和战斗力的主要手段之一，是舰船的最后一道防线，正确积极地进行损害管制对舰船的生存有着重大的作用和意义。 目前，在大多数现代化的主战舰艇上，舰艇全舰性的损害管制的自动化水平和智能化程度并不很高。所具有的损管集控系统也只能进行人工遥控和 简单损害状况的显示，不能实现全自动化和智能化控制。而且进行实战训练，耗资太大，并且受到场地的限制，某些训练项目还具有很高的危险性。这 些新特点都迫切要求仿真训练系统的新突破，通过仿真技术以低廉的成本、逼真的效果最大程度地替代实际训练。目前世界各国都非常重视舰船损管训 练和损管训练设施的建设。 本课题来源于舰船设计研究所的2006年度研发基金项目，主要针对现代舰船的需要，致力于基于虚拟现实技术的舰船火灾损管训练系统的研究。其 主要目的是利用虚拟现实技术，建立全舰的火灾损管系统虚拟仿真模型。本文讲述了三维建模软件CADDS5和3ds Max的建模方法及特点，以及虚拟现实软 件 Virtools的特点及其应用，系统介绍了Virtools的开发平台和五大模块。 基于虚拟现实技术的舰船火灾损管训练系统由火灾探测器(含手动报警按钮)、报警控制器、自动消防灭火设备(含消防人员直接扑救)等部分组成 ，本文对该系统的各个部分进行了分析。本文采用Virtools软件开发舰船火灾损管训练系统，充分利用Virtools软件中的行为交互模块。该系统便于管 理，维护方便，并且充分体现了该系统的实时性与交互性。该系统不但具有理论价值，而且有实际应用意义。 本文链接：http:/d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_6316471.aspx 授权使用：武汉理工大学(whlgdx)，授权号：f2d0fa1b-f7e0-4988-9f1a-9ea701177576 下载时间：2011年3月15日1