[发明专利]一种船舶平面板架结构三维设计前处理方法

说明书

本发明公开了一种船舶平面板架结构三维设计前处理方法，其特征在于，包括以下步骤：在CAD中绘制基本结构图和围壁扶强材布置图；在所述基本结构图和围壁扶强材布置图图纸中标记或添加附加说明信息；运用自开发程序直接读取所述基本结构图和围壁扶强材布置图图纸中的数据，提取构件信息；将构件信息输出到中间文件，根据中间文件中储存的模型信息生成三维模型，由三维模型导出简化模型到各计算软件中进行校核计算及优化。本发明在二维AutoCAD结构草图的基础上，快速提取图纸信息，生成可记录模型信息的中间文件。且中间文件可以双向修改，通过中间文件在二维图纸和三维模型中标记修改，实现结构模型数据的协同管理。

技术领域

本发明涉及一种船舶平面板架结构三维设计前处理方法，属于船舶结构三维设计前处理、船舶三维模型信息收集与定义技术领域。

背景技术

传统的船舶结构设计主要以应用AutoCAD为代表的二维制图软件，将所有的设计思路以二维草图方式绘制，经过大量计算、校核工作，确定设计方案，逐步完善图纸，最终的设计成果是以二维图纸方式交付的。三维设计是将船体结构在三维环境中设计、表达，在模型中直接包含所有结构件信息，计算、校核、迭代设计的效率可以大幅提高，最终的设计成果是以三维模型的形式交付。

在汽车、航天、建筑等制造业，三维设计的运用已较成熟，船舶行业由于船体线型复杂、三维模型信息规模庞大等方面的原因，这方面较为落后。船舶结构设计现阶段处于二维向三维过渡，二维、三维设计模式共存的阶段，如图1所示。具体来说，船舶结构设计目前仍以二维图纸环境为主，借助一些专业软件来进行计算校核、优化。这些软件往往具备三维环境，比如船级社规范校核软件、有限元计算软件，在此过程中需要在计算软件中按二维图纸建模，并产生了专业软件自带格式的三维模型文件。直到完成一阶段设计、技术状态较为确定后，设计人员按照二维图纸在三维设计软件中建立模型，其中局部可以用到专业软件中已经建好的模型。此后若产生设计方案变更，分别在三维模型、二维图纸中人工进行修改。

目前船舶结构的三维设计软件仍未能够在设计各阶段发挥作用，只是在设计中后期建立模型，在设计前期三维模型还未真正利用起来。例如，按如图1的流程所示用专业软件做计算、校核工作是紧跟在设计图纸完成之后的，即重量重心、模数统计结构有限元计算。这些计算是要将二维图纸表达的内容转移到不同的专业软件中，相当于进行三维建模的过程。而这些专业软件的只完成特定部分的计算任务，所建的模型经过简化，结构件信息不如二维图纸那样全面，且模型格式在不同三维设计软件中不通用，无法进行三维交付。若在此设计草图的基础上在三维设计软件中先构建模型(初版)，可以运用三维设计软件的一些原生功能进行计算，比如重量、材料统计，让三维软件尽早参与并辅助结构设计。目前的设计中这重量、材料数据几乎是由人工统计的，效率和精度都不高，而这些数据在设计初期对方案的确定影响非常大。

设计初期，技术状态未确定，需要对比多套布置方案或处理需求变更的情况。在这一阶段，设计人员编制计算书时会同步绘制二维图纸(或草图)表达设计意图，即基本结构图草图、围壁扶强材布置草图，其中基本结构图包括甲板平面图和中纵剖面图。

船舶结构三维模型(附体、铸件除外)归根结底可以简化为平面板架结构和曲面板架结构。平面板架的布置可由基本结构图和围壁扶强材布置图表达；曲面板架则由外板展开图、肋骨型线图表示。基本结构图表示船体甲板的结构信息，围壁扶强材布置图表达甲板之间各围壁的布置及其本身结构形式。

不管是二维设计还是三维设计工具，都是用来表达结构布置与形式等信息，如果按照目前的设计流程，二维图纸和三维模型所表达的信息是孤立的，无法做到协同管理。即当设计方案发生改变，需要设计人员分别在二维图纸和三维模型中修改。这样的变更在设计后期很多，有大有小，分头修改容易遗漏，不利于管理。