基于Solidworks的船舶结构建模与出图技术

引言

    由于在提高设计质量、效率方面有不可替代的优势，随着我国造船规模的扩大，CAD/CAM技术在国内各设计单位和船厂受到了充分的重视并得以不断发展进步。在船舶生产设计中，工程人员通过结构三维数字建模技术，进行板材、型材等零件制作，完成虚拟装配，实现零部件属性链接，自动生成零部件明细并按照船体制图标准出图。三维数字建模技术是造船CAD/CAM发展方向，目前大型设计单位或船厂主要是通过专用造船CAD/CAM软件实现(以价格昂贵的进口软件为主)，而大量中小型企业还停留在二维设计阶段。因此使用通用CAD/CAM软件，经过适量二次开发，实现造船三维数字建模与出图，有较强的现实意义与较好的经济效益。

    本文使用目前流行的CAD/CAM软件，结合船舶产品设计流程，介绍船舶结构建模与出图技术，希望对转变船舶设计方式，提高中小造船企业设计质量与设计效率有所裨益。

1 船舶结构建模

    通常船舶结构零件划分为板材与型材两类。板材和型材又按照形状不同分为平直与曲面两类。平直与单曲度的零件由于有在某个平面内零件截面形状尺寸保持不变的特点，所以可以使用中拉伸命令生成实体。例如肋板、舱壁板、平行肿体处外板、甲板等。此类板材生成容易，本文不做论述。而船首船尾的双向复杂曲面可以借助平台通过二次开发完成，但是这种技术由于对数学基础有较高要求，并且建立在熟悉程序语言的基础之上，因此不适合广大工程技术人员。在实践中可以考虑使用第三方软件制作，如Maxsurf，Catia，犀牛等，完成后转化成IGES格式后导入。

    使用制作船舶结构三维数字模型基本流程以及各工作节点为后续设计提供的资料如图1。

    图1 船体结构建模及装配流程

1.1 型材库定制

    型材是船体结构中骨材主要零件。型材种类常见的有：扁钢、球扁钢、角钢、圆钢，槽钢等。同系列的型材一般截面形状相似。基于VB的型材库是以VB为二次开发语言，调用应用程序接口API函数，设计应用程序外挂在平台之上(图2)。工程人员只要在对话框中输入型材尺寸参数就可以生成结构零件，省去频繁重复的型材建模工作。

    图2 型材库程序系统结构图

    下面以VB6.0作为开发工具，角钢定制为例，介绍型材库的制作。

    1.1.1 编写角钢建模程序