船体结构3D建模.ppt
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1、工作任务要求:根据三视图及已知尺寸,运用掌握的技能熟练进行双层底分段三维建模。,船体结构的三维模型,学习目标,学习的知识与能力目标1.了解有关船体结构三维建模的背景、意义;2.理解和掌握建立船体结构三维模型的方法和过程;3.理解和掌握将零件定义相关属性后与零件一起定义成块、提取属性的方法和操作过程;4.理解和掌握建立一体化分段结构三维实体模型和进行相关操作的方法和过程;5.理解和掌握利用三维实体的视图功能,生成所需视图的方法和技巧。,第五章船体结构的三维模型,能力目标,6.熟练掌握建立船体结构三维模型的方法和过程;7.熟练掌握将零件定义相关属性后与零件一起定义成块、提取船体结构零件属性的方法和
2、操作过程;8.熟练掌握建立一体化分段结构三维实体模型和进行相关操作的方法9.利用三维实体的视图功能,生成所需视图的方法和技巧;,教学图片,一组肋板三维模型,船体结构三维模型技术背景、意义及学习内容,一、是国内外船舶CAD/CAM技术的发展潮流和趋势 二、船体结构三维模型技术具有诸多优点,被越来越多地应用于船舶CAD/CAM中,提高工作效率和质量。三、采用三维实体建模的方式,从方法上是一个质的提高 四、船体结构三维模型技术已成为船舶CAD/CAM应用的基础。,五、在船体生产设计中分段结构图、部件图、零件图的绘制,零件明细表的编制,分段重量、重心计算,分段虚拟装配等均有重要应用.六、本章以一个常见
3、的双层底中部分段为例,介绍基于AutoCAD的船体结构三维模型建立及应用,树立学生由二维向三维模式转变的意识。,船体结构三维模型技术背景、意义及学习内容,建立船体结构的三维模型,建模,建立船体结构三维模型的通用软件有许多种,例如AUTOCAD、SOLIDWORK、SOLIDEGE等,本章以广大船舶工程技术人员接触最多、最熟悉的AUTOCAD为例,介绍基于通用软件的船体结构三维模型的建立方法,利用其它通用软件的方法与此会有许多类似之处。AUTOCAD虽然三维功能有限,但其普及程度高、图形功能强大,一旦掌握了用它进行船体结构三维数字模型建立方法和过程,再使用其它软件就显得相对容易得多了。,船体结构
4、零件的共同特征与生成零件三维模型的基本方法,一、船体结构零件通常可以分为板材和型材,板材和型材又可以按其形状分为平直和曲面类型。二、型材主要采用角纲、T型钢、球扁钢等截面类型。三、尽管船体结构零件类型不同、形状各异,但绝大多数船体结构零件有一个共同之处,就是可以通过其某个方向截面的拉伸生成零件三维数字模型。,四、拉伸的路径如果是直线,则生成等截面的柱体,如果是曲线则生成等截面的非柱体,矩形截面沿直线拉伸可以生成板材模型。船体结构零件基本上都可以采用截面拉伸生成零件三维模型。五、实体生成的基本过程是,先将生成对象的截面定义成面域实体(面域的边界一定要完全闭合),再将面域沿着指定的路径拉伸成三维实
5、体。,船体结构零件的共同特征与生成零件三维模型的基本方法,教学图片 船体结构常见零件类型及特征,确定零件的基准面、基准点,一、零件的基准面、基准点确定的合理,可以使得由零件构成结构模型变得简单、方便,确定零件的基准面、基准点是将零件装配成船体结构模型的需要。二、所谓零件的基准面一般是零件截面所在的平面,用XOY表示。生成截面就在这个平面上进行操作。在模型空间中,零件的基准面可以根据零件的几何特征和空间位置选择和确定,方法是使用AUTOCAD系统提供的用户坐标系统UCS的功能。三、对于平直板材通常将基准面设为与板材平行,曲面板材通常将基准面设为与板材曲面母线或直纹线方向正交。,确定零件的基准面、
6、基准点,四、对于型材通常将基准面设为与型材长度方向垂直,如图2所示。在图2中,将舭部曲面板基准面XOY设为与板材曲面母线方向正交,就是为了在基准面XOY上先生成舭部曲面板的截面。五、同理将肋骨基准面XOY设为与肋骨样条曲线切线方向正交,在基准面XOY上先生成肋骨的截面。但是生成肋骨要进行一次坐标转换,即先在XOY平面中生成截面,再将XOZ坐标平面转换成XOY坐标平面,在其上绘出肋骨样条曲线,使生成的肋骨截面沿着这一曲线拉伸成为实体。六、对于图2中的矩形平直板,如果单纯从长方体特征出发基准面设在板边截面和板平面上都可以,但是如果考虑其上面可能有开口的话,如人口、减轻口、通焊口等,就应该将基准面设
7、置在板平面上。所以图2中底板、肋板、桁材的坐标基准面都设置在了其板平面上。,图2 不同类型零件坐标的基准面,确定零件的基准面、基准点,零件基准点通常选择在零件边界的特殊位置,如在板材上确定装配构件一面的角点,型材上确定接触板材表面的角点,这样便于确定零件在结构中的位置。使用CAD系统提供的用户坐标系统UCS操作的方法是从命令行输入UCS命令或从UCS工具栏中选择相应图标,工具栏中的图标相当于命令提示中的选择项。输入命令后提示为:输入选项 新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W):,确定零件的基准面、基准点,选择新建(N)后
8、提示:指定新 UCS 的原点或 Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z:可见新建的坐标系相对原坐标系可以是平移、绕某坐标轴旋转、XOY与某对象的面重合或三点共面重合。通过这些操作可以实现零件的生成和定位。例如,当前坐标系XOY面为分段横剖面时,肋板扶强材截面在XOZ面上,这时需要使用UCS命令新建绕X轴旋转90度的坐标系,并将视图设置为新的当前坐标平面。,生成三维实体零件,一些便于在空间直接定位的零件,可以根据零件基准点直接在零件的空间位置处生成三维实体零件,例如底板、行材等。方法是首先确定分段的空间位置,例如将外底板内表面与XOY平面重合,XOZ平面与第一
9、道肋板表面重合,YOZ平面与第一道行材表面重合。至于坐标平面与零件重合在哪侧表面,则按船体理论线规定。,确定零件基准点在空间的位置,例如外底板角点坐标就应该是X为距第一道行材距离,Y为距第一道肋板距离,Z为零。接下来以此基准点为基准点在相应的基准面上就可以生成所在空间位置处的零件。那些不便于在空间直接定位的零件,可以先在其它地方生成三维实体零件,再在其所依附的零件上定位,共同组合成部件后再定位到应该定位的位置,例如各种扶强材、加强筋等。,生成三维实体零件,对于有开口的零件,例如有人口、减轻口、通焊口等的肋板和桁材,要先将板材和开口在同一坐标平面上定义成面域,再利用系统的求差集的功能,求出板减去
10、开口后的面域,最后根据板厚生成带有开口的三维板。定义面域命令是REGION,可以从命令行输入,或从绘图菜单和工具栏中选。,生成三维实体零件,注意定义面域对边界要求十分严格,要求边界线必须完全闭合。所以,对那些边界线复杂的零件要格外注意。求差集使用SUBTRACT命令,可以从命令行输入,或从绘图菜单和工具栏中选。注意面域之间求差集要求面域必须在同一平面。这些命令的使用过程,在此不一一介绍。如果读者对AUTOCAD的使用不十分深入,请阅读系统帮助文件。,根据结构特点将零件装配成为部件,与实际分段装配类似,生成分段数字模型在许多情况下也需要先将零件装配成部件,再装配成分段结构,这样能够更方便。例如双
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