三维cad技术在船舶设计上的应用

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1、三维CAD技术在船舶设计上的应用

2、第1...1概述1990年代初我国造船业引进了国外三维CAD/CAM系统，对提高我国船舶设计效率和设计质量起到积极作用。但随着应用的深化，也发现一些问题。这些系统仅以解决设计信息为主，不能满足中国造船工艺的特点，特别在CAM上还要作大量的二次开发。这些系统难以实现对管理系统的集成。为此，我国造船业相关院、所、企业在新世纪初相继对造船三维CAD/CAM系统进行研究开发。但一些系统的开发是在国外第三方图形平台基础上开发，难以达到船舶设计各专业的集成和平行设计，更为重要的是这样的系统部分Licens。

3、版权在国外第三方公司，技术主动权仍不在开发者手中。沪东中华造船集团积30余年CAD,CAM开发应用经验，在白行开发的三维图形平台基础上，研发造船CAD/CAM系统，目前已取得了突破性进展。在完成船舶胭装三维设计系统基础巨，又完成具有三维拓扑关系的船体建模设计软件，基本完成了一个具有独立自主版权的造船三维CAD/CAM设计系统，并已在数十家船舶企业获得应用。2三维船舶设计系统介绍2.1系统设计指导思想(1)多年来，我们分析了TRIBOV,CADDS'5,CATIA等系统的特点，在本项目研究中力求做到尽可能吸收各系统的优点，如TRI

4、BON系统的三维船体结构拓扑关系技术，CADDS'5系统的参数化设计思想，CATIA系统、CADDS'5系统的三维交互实体建模实时显示技术等，力使本项目研究达到一定的先进性。(2)近10年来，我国造船企业引进了国外各类三维设计系统，在技术上这些系统各有特点.有些系统贴近造船实际但开放差;有些系统虽然在通用CAD系统基础上应用到造船，但需要做大量二次开发工作。软件商出于商业利益在技术上较为封锁，要满足我国船舶制造集成需要有一定困难。加之国防的保密需要，在本项日研究中我们在OPENGL基础上开发具有独立版权的图形处理平台和应用软件，

5、使本项目研究开发、应用不受第一方的制约，有利于我国船舶设计、制造集成系统的研究开发。(3)为适应现代造船模式的需要，本项目开发要体现船舶并行协同设计思想，所生成的图纸、加工制造信息能满足"壳、栖、涂一体化"和"设计、生产、管理一体化"的现代船舶制造技术。(4)吸收国外软件的优点，在满足现代船舶制造实际设计应用的基础上，进行研究开发。对此国外软件在应用中存在的问题，尽可能加以克服，以休现本系统的特点和先进性。(5)本系统的开发采用面向对象方法。它是一种运用对象、类、继承、封装、聚合、消息传送和多态性等概念来构造系统的软件开发方法，

6、具有抽象、继承、封装和多态性四大特征。因此，面向对象程序设计具有许多优点:由于面向对象编辑的可重用性，可以在应用程序中大量采用成熟的类库，从而缩小了开发时间，效率高，可靠性高;继承和封装使得应用程序的修改影响更加局部化，使得应用程序更易于维护、更新和升级。这些优点对本系统的功能扩展和性能优化带来了极大方便。2.2系统目标系统能满足船体结构、机装、电装、居装、甲装等专业设计的三维全数字化船舶产品模型软硬平台。通过三维模型对船舶性能、结构强度、工艺合理性和制造可行性进行分析，这是整个船舶数字化制造集成系统的基础。系统的开发旨在建立具

7、有独立自主版权的船舶设计系统，为我国船舶设计提供三维设计手段。2.3主要功能三维船舶设计系统能获得船舶产品所需的设计、制造、管理的相关信息，达到船舶制造数字化信息集成。设计系统有如下功能:2.3.1图形平台图形平台是在Windows操作系统下，基于OpenGL图形进行开发的CAD基础平台，实现基本图形刘一象的生成、显示、操作、管理、优化、输出、模型构造等功能，为应用程序提供图形对象、操作命令、开发接口。具体实现中既考虑到造船行业的特色又具有一定的通用性，可适用于大规模集成化制造行业的CAD软件开发。图形平台还可进行封装做成CAD

8、图形显示组件嵌人管理等软件巾，为实现其他软件和设计软件的集成提供便利。2.3.2数据管理由于船舶设计中各专业在设计建模过程中产生大量的关系复杂的数据需要处理，本系统并不采用标准的数据库来保存整个数据，而是采用一种统一的格式，将各种不同的数据保存在不同的文件中。同时提供一个管理工具对其进行管理，其目的是要减少中间环节，加快数据的存取速度。这种文件格式是一种自主格式的索引数据文件在此文件格式基础上，对各类数据都各提供一套函数接口。这套接口负责处理指定类别数据的数据存取，应用程序就通过这套接口存取所需的数据。2.3.3通用设计在舰船设

9、计过程中，有些功能多个专业都需要用到，作为基本功能提供给各专业共同使用;另外一些功能与专业无关，作为独立于各系统之外的处理功能。这些功能都属于通用设计的范畴，具有实体部件设计、参数部件设计;二维背景图、模型、图册、标准模型库管理;模型实体显示;模型消隐;图纸管理