船体结构设计系统

6.4.2　船体结构设计系统

船体结构设计系统通过船体型线光顺、平面、曲面板架和肘板的定义，建立具有拓扑关系的三维船体结构模型。该模型具有船体结构的几何、物理、工艺等属性。从模型中可分解全船结构的板材和型材零件，建立产品结构树，生成满足生产所需的各类安装制造图册和生产管理图表。

1）船体型线系统

船体型线系统用于船体合同设计型线和完工船体型线的三向光顺。系统采用人—机图形交互操作或自动光顺，对船体合同设计的型值进行三向光顺，它是建立产品模型的基础。

利用光顺的站线型线，可生成肋骨和环缝型值，并可以对它们进行交互光顺及三向检查修改。在肋骨型线光顺的基础上根据甲板抛势可以从中昂生成边昂，从边昂生成中昂，并生成甲板曲面。

根据型值生成全船型线文件，供结构建模。此文件也可以生成标准图形文件，供其他设计系统建模应用。

2）船体结构建模功能

船体结构主要由3类构件（平面板架、曲面板架和肘板）构成。船体结构建模就是定义平面板架，曲面板架和肘板，建立船体结构模型。在模型中采用拓扑关系描述，如果修改一个对象，相关联的对象能自动随之修改。

（1）平面板架定义功能。通过参照已有的板架、船体曲面、或显式地给定直线或曲线等方式进行板架的边界定义。定义了板架边界后，通过参照边界或显式地给定直线或曲线等方式进行板缝定义，把板架划分为多个板零件，并定义板零件的厚度、材质、厚度朝向（船体构件理论线）等信息。然后定义扶强材的位置，端部连接形式、端部切割形式、型材规格、材质等信息。对于平面板架的开孔，通过引用边界孔和切口标准的方式在板架边界上定义通焊孔、流水孔等边界孔和型材贯通切口，通过引用内孔标准或内孔样条的方式在板架内定义内孔。

（2）曲面板架定义功能。定义船壳曲面、甲板曲面、直纹面等多种船体曲面。通过平面截交、柱面截交、曲面互交等方式定义曲面板缝、定义纵骨、肋骨等曲面型材零件的安装轨迹线，角度，端部连接形式、端部切割形式、型材规格、材质等信息。然后定义围成板零件的板缝名以及板零件的厚度、材质、厚度朝向等信息。

（3）肘板定义功能。把肘板作为参数化部件，通过交互方式给出肘板参数，就可以在所定义的位置生成所要求的肘板。

（4）生产信息定义功能。定义余量、坡口及焊接收缩补偿等功能。

3）船体图纸生成功能

（1）船体结构剖视图生成功能。剖切船体结构模型，按照船体制图标准生成船体结构剖视图。

（2）通用图面设计功能。进行视图的剖切、移动、文字和尺寸标注等。

（3）船体装配图生成功能。根据船体产品结构树，生成船体结构装配树，自动生成分段零件装配明细表、部件的装配图（组立图）和零件图。图6.4－1是某船体分段装配流程图。

4）船体零件生成功能

（1）辅助划线定义功能。辅助划线是板架拼板时的对合线，装配时的基准线之类的划线。如果需要辅助划线，必须在零件展开前定义这类辅助划线。

（2）零件展开及零件加工数据生成功能。把选定范围内的板架离散，展开成可供切割下料的零件。对肋骨、纵骨等弯曲的型材零件，计算它们的下料尺寸、端部切割数据，给出弯曲加工用的逆直线，提供数控肋骨冷弯的数控文件。对面板零件提供面板弯曲加工数据，对折角零件提供折角角度。

图6.4－1　船体分段装配流程图

（3）活络样板计算功能。计算和打印输出外板弯曲加工所用的活络样板调节数据表；绘图、输出样板图。

（4）胎架计算功能。计算支柱式胎架，提供分段胎架图表。

（5）样箱计算功能。计算外板加工用样箱。采用交互式模板布置。提供1∶1比例的样箱制作图。

（6）艏艉柱板展开。展开艏艉柱板，并生成加工用样箱或样板。

（7）水尺文字展开功能。展开水尺标志等文字，生成文字零件，存入零件库。对军用船的水尺标志可加密。

（8）焊接长度计算。根据船体模型中定义的焊接坡口代码和相关焊接工艺，进行各类规格的焊接长度计算。

5）零件套料功能

零件套料系统对船体外板零件、结构板零件，以及型材零件进行套料，生成套料图、套料清单、数控切割文件。系统具有以下功能：

（1）板材零件套料。对板材零件的套料采用图形显示、自动碰靠等先进技术进行人机交互套料。自动检查套料零件的厚度、材质是否匹配，检查零件是否多套或漏套，检查零件是否重叠超界。

（2）型材零件自动套料。型材零件采用计算机自动套料，生成套料清单。

（3）数控切割文件制作与检验。按车间数控切割机的配置，制作相应的数控切割文件。数控切割文件中对数控划线和内孔切割的顺序进行了优化，达到最佳路径，对数控切割文件进行屏幕显示检验。

（4）套料图生成。自动选择最合适的比例绘制套料图，提供套料板图形、切割顺序、零件标注、切割和划线长度等信息。

6）材料管理功能

材料管理是一个功能完备的船体钢材定额管理系统。它具有如下功能：

（1）钢材整料管理。实时动态查询钢材整料预估数量、已使用数量、使用该材料的套料板或下料单元。当已用数量超出预估数量时，自动报警。一艘船建造完成，自动汇总全船实际材料用量。

（2）余料管理。对每条船的钢材余料进行有效管理。对余料自动生成、分类、命名，管理余料的来源和归宿，提供余料情况查询。

（3）用料分配。自动选用钢材预估单中的商品规格的板材和型材以及余料库中余料分配给下料。较小套料板和零件自动选用余料库中的最适用余料。

（4）钢料定额表生成。钢料定额表给出每一生产单元所需的各种板材、型材的规格、材质和数量，给出所利用余料的编码以及该生产单元产生哪些新余料。钢料定额表是领料和供料的依据。

7）生产管理用表功能

系统提供以下报表供生产管理使用：分段零件加工工艺管理表；套料板生产管理表；分段重量重心表；分段零件面积表；型材零件下料表；分段零件装配明细表；焊接长度表等生产用表。