船舶合拢管参数化设计研究.pdf

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1、张亚运，等：船舶合拢管参数化设计研究张亚运1’2，胡勇1’2(1．武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室，湖北武汉430063；2．武汉理工大学交通学院，湖北武汉430063)提要利用三拉绳测量法建立了测量两个空间法兰相对位置的数学模型，分析并讨论了船舶合拢管路径的范围。基于AutoCAD平台，利用VB编程语言，对合拢管进行了参数化设计，使得其可以重现两个空间法兰，并按需生成各种合拢管管路，以指导合拢管加工生产。关键词合拢管数学模型管路设计AutoCADVB编程语言中图分类号U662文献标识码AParametricDesignofShipInsertingPipeZHA

2、NGYa—yunl¨．HUYon91·2(1．WuhanUniversityofTechnologyKeyLaboratoryofHighPerformanceShipTechnologyofMinistryofEducation，WuhanHubei430063，China；2．SchoolofTransportation，WuhanUniversityofTechnology，WuhanHubei430063，China)AbstractAmathematicalmodeloftwospatialflangesisestablishedinthethreestrings

3、method，andtherangeofthesuitablepipelinerouteisanalyzedanddiscussed．OntheAuto—CADplatform，usingtheVBprogramminglanguage，theinsertingpipeisdesignedparamet—ricallytoreappearthetWOspatialflangesandmeetstheneedofmanufacturetOguidethepro—ductionoftheInsertingpipe．KeywordsInsertingpipeMathematica

4、lModelPipelinedesignAutoCADVBshipbuilding1引言通常情况下，船舶是按分段建造的。在合拢分段时，分段间的管线需要用管路来合拢连接，这中间的管路被称为合拢管。目前，大多数船厂的合拢管制造都采用传统制造工艺，即由有经验的师傅在现场取样，定制样板，并依此在内场进行弯管加工，然后将加工的弯管运到现场试装、改样，最终完成装配。然而传统制造工艺存在如取样用角钢与法兰等物资的搬运、管路涂装的破坏、材料浪费、制造精度低等诸多问题。测量并确定合拢管两端法兰的相对位置是制造基金项目：国家自然科学基金项目资助(编号：51379167)；中央高校基本科研业务费

5、专项资金资助(编号：2013一II一009)。作者简介：张亚运(1991一)，男，硕士研究生。合拢管的前提。至于具体的测量方法，除了传统制造工艺的现场取样法外，其他的测量设备或方法有：管形测定器[1]、触点式激光测量仪口]、球面坐标测量机嘲、三拉绳测量法‘43等。前两者均因不能较好地适应船厂复杂的生产环境而未得到推广，球面坐标测量机还未有实际应用，三拉绳测量法则在船厂的实际应用中受复杂生产环境的影响较小。在上述背景下，本文先借鉴三拉绳测量法，建立了测量合拢管两端法兰相对位置的数学模型。然后，依据法兰的相对位置建立了合拢管路径范围的数学模型。最后，利用VB语言在AutoCAD

6、中实现了对船舶合拢管的参数化设计。2测量法兰相对位置的数学模型两端法兰的位置决定了管路的起始，并对管路路径有重要影响。本文选用三拉绳测量法，按图1造船技术2015年第2期(总第324期)构建测量的数学模型，步骤如下：图1测量的数学模型(1)有两端法兰A和B，A的端面M。面向B，B的端面M2面向A。建立空间直角坐标系O—XYZ，其原点O在端面M。圆心位置，坐标面X0y与M。重合，且要求X轴与对称的两个螺栓孔中心线相交，如此要求可使坐标系适用于不同型号不同螺栓孔数的法兰。(2)在X0y面上设三个基点，。、J。、J。，三点坐标关系如图1所示，构成一等腰三角形。(3)在法兰B上，取

7、一个螺栓孑L中心线与M2的交点P，作为待测点。作基点和P的连线L。、L。、L。，测得长度值L。1、lL。I、

8、L。l。(4)分别以三个基点为球心，以对应长度值为半径，建立球面方程组，解出Z值为正的一组坐标，即为P点坐标(负值已舍去)，结果如下。f—一lLz2一lL。l2f。一4“J．．一I生!!：二I生!I：二堡：二!坚I．，4n2一~／lLl【2一z2一(y一6)2在法兰B上，任取三个螺栓孔的中心线与端面M2的交点，作为待测点，参照步骤(3)与(4)求得三组坐标，并参照步骤(1)在端面M2上建立另一个空间直角坐标