实验计算机辅助船舶设计方案
计算机辅助船舶设计-1
24
1.4.2船舶CAD系统的任务 1.4.2船舶CAD系统的任务 船舶CAD
1.报价和初步设计阶段 1.报价和初步设计阶段 确定拟建船舶的基本数据,编制说明书, 确定拟建船舶的基本数据,编制说明书,绘总布 置和机舱布置图,各主要设备系统布置图, 置和机舱布置图,各主要设备系统布置图,编制主要 设备清单,估算船的建造成本并根据当时的市场情况， 设备清单,估算船的建造成本并根据当时的市场情况， 贷款利率和造船付款方式报出船的价格。 贷款利率和造船付款方式报出船的价格。 2.详细设计阶段 详细设计阶段 型线设计，船舶静力学计算（静水力曲线、 型线设计，船舶静力学计算（静水力曲线、稳 性等），推进性能计算（阻力、推进等）， ），推进性能计算 ），船模试 性等），推进性能计算（阻力、推进等），船模试 验结果分析，结构设计，重量计算，舵设计， 验结果分析，结构设计，重量计算，舵设计，下水 计算，管系设计,总纵强度计算 船舶运动计算， 总纵强度计算， 计算，管系设计 总纵强度计算，船舶运动计算，船 体结构分析（有限元法） 体结构分析（有限元法）等，还需要绘制大量的设 计图纸。 计图纸。
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CAD系统发展概况 1.1 CAD系统发展概况
1.1.2 CAD的发展概况 CAD的发展概况 CAD技术是近50年来迅速发展起来的一 技术是近50 CAD技术是近50年来迅速发展起来的一 门新兴的计算机综合应用技术， 门新兴的计算机综合应用技术，它是随着计 算机软硬件的发展而发展的,经历了形成、 算机软硬件的发展而发展的,经历了形成、 发展、提高和标准化、集成化、智能化、 发展、提高和标准化、集成化、智能化、网 络化的时期。 络化的时期。
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CAD系统发展概况 1.1 CAD系统发展概况
CAD技术涉及了诸多领域的基础技术，概 CAD技术涉及了诸多领域的基础技术， 技术涉及了诸多领域的基础技术 括起来有以下几个方面： 括起来有以下几个方面： （1）图形图象处理技术 （2）专业学科技术 （3）数据管理技术 （4）文档处理技术 （5）软件设计技术
计算机辅助船舶制造
NUPAS-CADMATIC :
由荷兰和芬兰两家公司开发的三维CAD/CAE/CAM船舶 设计和工程软件。
NUPAS三维模型
NUPAS中的外板展开
SHIPCONSTRUCTOR:
加拿大船舶建造软件ShipConstructor是基于AutoCAD 和Microsoft Access二次开发的一套用于产品建模的船舶 建造软件。
管理：单独模块功能→MIS→MRP1/2→ERP
柔性制造系统（FMS）
柔性是指系统适应环境或输入条件变化的能 力。作为一个企业的制造系统，其柔性主要体 现在对市场变化作出快速有效响应的能力。
柔性制造系统是一个产品设计（CAD）、工 程设计与施工等局部集成起来的制造系统，由 产品设计系统、工程设计（生产设计、数学放 样、作业计划设计等）系统、自动化机器（如 数控工作机器、机器人）、监控系统、资源管 理系统等多个子系统构成。
1.3 主要造船集成系统简介： 国外： ➢ TRIBON（AVEVA Marine）； ➢ FORAN； ➢ NUPAS-CADMATIC ； ➢ SHIPCONSTRUCTOR； 国内： ➢ HD-SHM HD-SPD； ➢ SB3DS；
TRIBON（TB5/ M1/ M2/ M3→AVEVA Marine12.0）:
瑞典的KCS公司在STEERBEAR系统的基础上，兼并了 AUTOKON系统、SCHIFFKO系统、BMT部分系统，组成了 TRIBON造船CAD/CAM集成系统。
TRIBON三维模型（船体）
TRIBON三维模型（救生艇）
FORAN:
FORAN由西班牙Sener集团开发，是一个从基本概念 设计到钢结构加工、机舱布置和船舶舾装作业的功能很强的 造船集成系统。
计算机辅助设计技术在船舶设计中的应用
计算机辅助设计技术在船舶设计中的应用随着科技的不断进步，计算机辅助设计技术已经成为现代工业设计领域中不可或缺的重要工具。
船舶设计作为工业设计领域的重要分支之一，同样也离不开计算机辅助设计技术的支持。
在这篇文章中，我们将探讨计算机辅助设计技术在船舶设计中的应用以及其优势。
一、船舶设计中常用的计算机辅助设计技术在船舶设计中，计算机辅助设计技术有很多种，常用的技术包括计算机辅助设计软件、参数化设计技术、虚拟样机和三维模型等。
其中，计算机辅助设计软件是船舶设计中应用最广泛的辅助设计工具之一，主要包括AutoCAD、CATIA、Pro/Engineer、SolidWorks和Rhino等软件。
除了常用的计算机辅助设计软件之外，船舶设计中还广泛应用了参数化设计技术。
参数化设计技术是将设计过程中的参数抽象出来，并用数学表达式描述参数之间的关系，从而实现对设计参数的调整和优化。
在船舶设计中，参数化设计技术可以在不改变总体船型的情况下，对各个局部进行调整和优化，从而提高船舶的航行性能和运营效率。
虚拟样机是一种基于计算机和虚拟现实技术的仿真系统。
在船舶设计中，虚拟样机可以帮助设计师在计算机中建立一个完整的船体模型，然后通过模拟真实环境和操作条件，对船体模型进行测试和验证。
通过虚拟样机的测试和验证，可以大大降低船舶设计和制造的成本和时间，同时也可以提高设计的精度和可靠性。
三维模型是在计算机中建立的三维几何体模型。
在船舶设计中，三维模型可以直观地表现出船舶的不同部位，比如船体结构、机舱和甲板等，从而方便设计师进行设计和优化。
此外，三维模型还可以利用计算机辅助制造技术实现快速制造，提高制造效率和质量。
二、计算机辅助设计技术在船舶设计中的优势应用计算机辅助设计技术在船舶设计中，有很多优势。
首先，计算机辅助设计技术可以实现快速设计和优化船舶结构和性能。
船舶设计中有很多参数需要考虑，比如船舶的长度、吃水深度、排水量和速度等。
传统的手工设计很难满足这些要求，而计算机辅助设计技术可以快速地生成和优化船舶的设计，从而提高设计效率和质量。
计算机辅助船舶设计系统研究
（下转第116页）作者简介：苏琳芳（1975—），实验师，研究方向为船舶实验、船舶设计；左鹰（1975—），高级工程师，研究方向为船舶修造。
摘要简要介绍计算机辅助船舶设计技术在国内外的发展,着重研究TRIBON 、NUPAS-CADMATIC 等常用系统。
关键词计算机辅助设计造船集成系统三维船舶设计Research on Computer-assisted Ship Design System //Su Linfang,Zuo Ying Abstract The domestic and overseas development of comput-er-assisted ship design technology was briefly introduced,and commonly used systems such as TRIBON and NUPAS-CAD-MATIC were emphasized in the research.Key words computer-assisted design;shipbuilding integrated system;three-dimensional ship design 船舶建造需要经过设计人员的精心设计和工程巨大、工艺复杂的生产过程，它不仅要投入大量的人力、物力，而且需要较高的技术力量，生产周期也较长。
为了提高设计质量、缩短设计周期和降低造船成本，计算机辅助船舶设计技术应运而生。
早期的计算机辅助设计，受计算机硬件等的影响，只局限于单项的设计计算、数控切割和绘图等方面的应用。
1963年，最早的造船集成系统AVTOKON 在挪威开发成功，英国（BRITSHIPS ）、西班牙(FORAN)、瑞典(TRIBON)、日本(HICAS SHIPS)、美国(SPADES)等都相继开发出各具特色的系统，大大提高了计算机系统的功效，缩短了设计、建造周期和提高了造船质量。
计算机辅助船舶制造
双圆弧样条：在两节点间用一对相切的圆弧构成一段曲线。要
形成这对圆弧，则需确以下条件： 1）两个圆必须分别通过建立局部坐标系的相邻两个型值点； 2）两圆在各自通过的型值点处应具有与相邻圆弧的公共切向量 （保证一阶连续）； 3）两圆弧有一个公切点； 4）4种情况：公切点在两节点中垂线上、公切点在三角形的内 心上、公切点选择两半径差值最小、公切点选择曲率差值最小。
2.3.3 三次B样条函数
2.3.2 三次参数样条函数
上式是根据规范化参数导出的三次参数曲线段矢表达式。在 给定一组平面或空间曲线上的离散点列只( j＝1，2，…网)时， 则可以设想由离散点列的每对相邻的离散点,作为上述三次参 数曲线段的起点和终点,依次构造一条三次参数样条曲线,且要 求在所有三次参数曲线段的连接处,均具有位置、切矢和二阶 导矢的连续性.
用数学方程定义船体型线或船体表面，而建立数学模型，然 后通过计算机的高速运算来完成船体放样工作。
1.2 船体型线放样的图纸准备
由设计部门提供的理论型线图及型值表是进行型线放 样的主要依据。
同时还必须具备下列图纸： 基本结构图，中横剖面图，外板展开图，艏艉柱结构 图，船体理论线图，轴系布置图等。
型线图LINES（局部）
目前，在曲线插值或拟合中广泛采用多项式样条函数。 样 条 函 数：就是分段解析函数。 多项式样条函数：即整体具有一定连续性而分段为多项式 的样条
函数。 常用的样条函数有三次样条函数、双圆弧样条函数、三次参数样条函 数、三次B样条函数。
2.1.1 曲线插值
2.1.2 曲线拟合
选取合适的曲线作为拟合模型：
第二节 三次样条函数
第三节 双圆弧样条函数
圆弧样条：使用最简单的二次曲线——圆弧，并以样条的思想
船舶计算机建模SPD V3.2项目一
• SPD-H船体设计系统根据船体设计要求(包括：船体总布置图， 基本设计图，分段划分图，技术规格书，有关规范规则，建造 方针、施工要领，以及由HDSHM船体线型三向光顺系统生成 的船体型线等)，采用图形交互的方式，进行三维的船体结构产 品数据模型的建模，在计算机中先造出这艘船来。 • 系统可以生成： • （1） 船体结构产品数据库。存放平面板架、曲面板架等船体 结构的数据。船体结构产品数据带有拓扑关系数据。 • （2） 船体三维实体模型。屏幕显示的船体三维实体模型实现 了交互设计，并为设计者提供了观察船体结构产品数据的窗口 。船体三维实体模型也可作为管系设计等系统的船体背景。 • （3） 船体图纸。包括船体分段图等各种船体图纸。船体图纸 符合船体制图标准。 • （4） 提供给HDSHM船体建造系统的零件文件及必要的数据文 件。使船体设计与船体计算机辅助建造系统无缝连接。
江苏省无锡交通高等职业技术学校 船舶工程系 魏斌 luoye@ 2014年11月28日星期五
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3）系统运行界面：
船舶计算机建模
江苏省无锡交通高等职业技术学校 船舶工程系 魏斌 luoye@ 2014年11月28日星期五
船舶计算机建模
船舶计算机建模
江苏省无锡交通高等职业技术学校 船舶工程系 魏斌 luoye@
江苏省无锡交通高等职业技术学校 船舶工程系 魏斌 luoye@ 2014年11月28日星期五
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项目一 计算机辅助船体生产设计概论
船舶计算机建模
• [项目描述] • 计算机辅助船体生产设计是指通过计算机辅助的手 段进行传统的船舶生产设计。通过本项目的学习， 学生应当了解计算机辅助船体生产设计的相关知识 ，应达到以下要求： • 一、知识要求 • 1．了解计算机辅助船体生产设计的含义、发展历程 。 • 2．了解常用的计算机辅助船体生产设计软件。 • 二、能力要求 • 1．掌握常见的船舶设计软件的主要模块分类情况。
第8章计算机辅助船舶设计简介
国内外典型的船舶CAD / CAM 集成系统
1 . TRIBON 系统 这是目前世界上应用很广的计算机辅助设计和制造系统之 一，是瑞典KCS公司（KOCKUMS COMPUTER SYSTEMS 公司）积其他各国之经验开发成功的造船集成 系统。它的功能很强．覆盖了船舶详细设计和生产设计的 大部分内容。世界上许多大船厂都采用了TRIBON 系统。 我国不少造船厂和船舶设计单位也引进该系统。 TRIBON 系统包含了初步设计、船体、管系、电力、结构 、通用设计、舱室布置、材料、工作准备、报表生成和打 印、三维功能图形绘制等若干个分系统。这些分系统的主 要功能简述如下。 2 - 16
2 - 20
8 . 2 船舶主要尺度方案的优选
从前面几章可以看出，船舶总体设计最基本的任务就是根 据特定的使用任务来确定合适的新船技术要素。这是一个 从船型论证到具体设计、工作量大、联系紧密的复杂过程 。在这过程中，每项要素的确定都是在一定的技术条件或 限制条件（也称约束条件）之下，环绕着力求使新船达到 最佳技术性能和经济性这一总目标来进行的。这一工作， 技术上称为最优化设计。因此，船舶最佳方案就是从大量 满足约束条件的船舶技术要素组合（即可行方案）中，根 据一定的技术及经济性指标，进行对比权衡之后选出来的 。 本节仅对总体设计中主要尺度及要素的优选以及在这一领 2 - 21 域内计算机的应用作简要介绍。
2-3
8 . 1 计算机辅助船舶设计系统
20世纪50 年代国外就开始把计算机用于造船。当时只局 限于单项的设计计算、数控切割和绘图等方面的应用。到 r 60 年代，计算机在船舶设计、生产和管理等方面的应用 也都有了较大的进展。除了使用计算机进行船舶性能、船 体结构设计、计算和分析外，还在生产中陆续采用计算机 辅助生产制造。自的年代中期起，从“船舶设计、建造和 生产管理一体化”的思想出发，陆续研制了许多“计算机 辅助船舶设计和建造集成系统”，大大提高了计算机系统 的功效，缩短了设计、建造周期并提高厂造船质量。这些 系统的研制成功，加速了造船自动化进程和提高了科学管 理水平，收到了相当大的经济效益，使船舶工业面貌发生 2-4 了深刻的变化。
船舶计算机辅助设计
总结词
集成化、适用于船舶行业的高级CAD解决方案
要点二
详细描述
Autodesk Inventor是一款集成化的CAD软件，适用于船 舶行业的高级设计需求。它提供了全面的零件和装配体设 计工具，支持船舶结构、机械和电气系统的详细设计。 Inventor还提供了高级分析功能，如结构分析和流体动力 学分析。
04Байду номын сангаас
船舶计算机辅助设计应 用
船体结构设计
船体线型设计
利用计算机辅助设计软件， 对船体的线型进行优化设 计，提高船舶性能和航行 效率。
船体结构分析
通过计算机辅助设计软件 进行船体结构的有限元分 析，评估结构的强度、刚 度和稳定性。
船体结构优化
基于计算机辅助设计软件， 对船体结构进行优化设计， 降低重量、提高结构效率。
船舶电力系统设计
发电机组选型与布置
01
利用计算机辅助设计软件，对发电机组进行选型和布置，确保
电力供应的稳定性和可靠性。
电缆设计与布置
02
通过计算机辅助设计软件，对船舶电缆进行优化设计和布置，
提高电缆的安全性和可靠性。
电力系统仿真与优化
03
利用计算机辅助设计软件进行电力系统仿真和优化，提高电力
系统的效率和可靠性。
02
船舶计算机辅助设计技 术
三维建模技术
总结词
通过三维模型来表达和设计船舶结构、设备、管路等，实现可视化的设计和管理 。
详细描述
三维建模技术是船舶计算机辅助设计的基础，它能够以三维模型的形式表达和设 计船舶的各个部分，包括船体、甲板、舱室、设备、管路等，实现可视化的设计 和管理，提高设计效率和精度。
SolidWorks
船舶结构设计课程设计模板
船舶结构设计课程设计模板一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握船舶结构设计的基本原理和概念，理解船体结构的主要组成部分及功能。
2. 使学生了解船舶结构设计中的力学原理，如浮力、稳定性、结构强度等，并能够运用到实际设计中。
3. 引导学生掌握船舶结构设计的相关规范和标准，了解不同类型船舶的设计要求。
技能目标：1. 培养学生运用计算机辅助设计软件（如CAD）进行船舶结构设计的能力。
2. 提高学生分析和解决船舶结构设计过程中遇到的技术问题的能力。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在项目中进行有效的分工与协作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对船舶结构设计的兴趣，激发创新意识，提高对船舶行业的热爱。
2. 引导学生树立正确的工程伦理观念，关注船舶结构设计对环境和社会的影响，培养责任意识。
3. 培养学生严谨、勤奋、务实的学习态度，养成独立思考和自主学习的好习惯。
本课程针对高中年级学生，结合船舶结构设计学科特点，注重理论与实践相结合，以培养学生的创新精神和实践能力为核心。
课程目标既关注学生对基础知识的掌握，又注重提升学生的技能和情感态度价值观，为我国船舶行业培养高素质的技术人才。
二、教学内容1. 船舶结构设计原理：包括船体结构的基本组成、各类船舶结构特点、设计原理及作用。
- 教材章节：第一章 船舶结构设计概述- 内容：船体结构分类、功能、设计原则2. 船舶力学基础：涵盖浮力、稳定性、结构强度等基本概念及计算方法。
- 教材章节：第二章 船舶力学基础- 内容：浮力原理、稳定性计算、结构强度分析3. 船舶结构设计规范与标准：介绍国内外船舶结构设计的相关规范、标准及法规。
- 教材章节：第三章 船舶结构设计规范与标准- 内容：设计规范、标准、法规要求4. 计算机辅助船舶结构设计：教授CAD等软件在船舶结构设计中的应用。
- 教材章节：第四章 计算机辅助船舶结构设计- 内容：CAD软件操作、模型构建、图纸绘制5. 船舶结构设计实例分析：分析典型船舶结构设计案例，提高学生实际设计能力。
计算机辅助19米观光船型线设计
图５ 设置 曲率 水线 光顺 图 全部水 线光 顺 完毕 的 曲线形状 如 图６ 所示 。
图 ６全船 Байду номын сангаас 线光 顺之后 图 ３ ． ３ 插入 并光 顺纵剖 线
沿船宽 方向平行 于基平 面取若 干个等 间距 （ 本船间距 取ｌ ｏ ｏ ｏ ｍｍ） 的水 乎剖 面， 将各 纵剖 面所截 得的船 体型 表面 曲线 即为纵剖 线 ， 将各纵 剖 线叠 置在 中站 面上 即得 纵剖线 图 。 各纵 剖线通 常 自中线面 开始 往舷 侧 依次编号 ， 在 纵剖 线图 上还 需画 出龙骨 线 ， 首 尾 轮廓线 、 甲板边 线 、 折角 线和 舷墙顶 线等 的侧投 影 。 纵 剖 线光顺 如 同７ 所示 。
１引 言 船舶 计算 机辅 助设 计 即是 Ｃ Ａ Ｄ 技 术在船 舶 设计 中得 到具体 应用 的产 物 。
由于船舶 设计 是一 个多 工种 、 多专 业 的工作 ， 因此 ￣ ｆ ｌ Ｃ ＡＤ 技术 是一项 综合性 很 高技术 ， 它所 具有 很 多高质 量 、 高 效率 以及 人工 所不 能及 的优 点 。 随着各 地旅游 业的 发展 为适应 旅游 区的需要逐渐 建造客 位较 多的观光船 。 来 自省 内的鄱 阳湖 、 庐 山西海 、 仙女 湖也纷 纷谋划 新的水 上项 目， 致力 引进 豪华 游 艇。 因为我 国在设 计建造高 级观光船 方 面时间不 长 ， 经验相对 缺乏 ， 技术 人员 以及设 计软 件也 少有 专 门针对 玻璃 钢 观光 船的 设计 ［ １ 】 。 因此 ， 以 玻璃钢 观 光船 制造 为主 的 中小型船 厂在 船舶 设计 生产 中常面 临着 一种 技术力 量缺 乏导 致效 率 不高 的情 况 出 现［ ２ １ 本文 研究 了 １ ９ 米 观光船 船体 型线设 计 。 在ｌ ９ 米观 光船 的型 线设 计阶段 ， 根 据１ ９ 米观 光船 的造型特 点和用 户 的要求 ， 将计算 机辅助设 计方 法应用 到该领域 具 有一 定 的实 际意义 。 ２船 体 型线 光顺 数学 表 达 船 体的 型线光顺 ， 就 是根据 已知的 型值表上数 据 ， 来绘制船 体型 线 ， 对 型线 进行 光顺 性判 断 ， 并对 不光 顺的型 线 的型值 点进行 修改 ， 使 三个 投影面 上 的型 线 都能 满足光 顺性 和投 影一致 性 的要求 。 型 线光顺 是一 个工 程上 的概念 ， 这 不 同于 数学上 的“ 光滑 ” 。 所谓 光顺 ， 就 是曲线在 光滑 的基础上 ， 其 变化趋 势应没 有 局 部凹点 凸点 和弯 曲程度 剧烈 变化 的现象 。 根 据这 种定 性观察 的结 果 ， 当发 现 曲线 不光顺 ， 则 要对不 光顺处得 型值 点去调 整【 ３ 】 。 如 图１ 为三 角形型值 修改法 表 示通 过更 改线 段ｂ ｅ 上 任 意一点 都 能达 到 消除坏 点保 留设计 拐点 的 目的 。 图２ 为 梯形 型值修 改法 表示通 过修 改在 ｈ ｂ 线段上 任一 点都能 达到 消除坏 点保 留设计 拐 点的 目的 。
(仅供参考)计算机辅助船舶设计重点
1.CAD 是计算机辅助船舶设计的英文缩写，船舶CAD是应用计算机及相关设备来帮助设计者实现船舶设计/船舶制造中的要素确定、计算、分析、优化、生成技术文档（图、文件等）等功能的技术和方法。
船舶CAD/CAM 的实质1、是一个计算机软件系统；2、他可帮助我们进行设计与制造工作。
2.CAD 目前有两种参与方式：（1）自动化设计或计算；（2）人机交互设计。
3.tribon，NAPA，CASIS-III，都是集成设计和制造的。
（大家自行展开）4.技术、方法、手段和工具可分为：1、数学方法和工具。
包括：数据整理，寻找区间、插值、积分、微分、拟合（曲线、曲面）、方程求解、图形变换、图形处理（裁剪）、统计回归、方差分析，最优化方法等；2、综合计算技巧。
包括：集合运算、图形运算、三维显示、数学建模、方案评价（模糊、层次分析）、最优化技巧、正交设计、系统分解等。
5.数据整理：①目的是：不同数据格式组织的数据，经过数据整理后的数据可以有相同的数据格式，便于以后的数据加工和处理（如绘制曲线，插值等）。
②规则是：按规律有序排列；剔除无效、多余、重复的数据。
6.数据搜索：①目的是：搜索数据所在位置（数组序列中排序号）也就是找到某个数据点位于数据中的何处（即位于哪个数据区间）。
②类型可分为：一维搜索（仅在一个数据列中搜索）；二维搜索（在二个数据列中搜索）；多维搜索（在多个数据列中搜索，用的较少）。
7.排序：根据需要（自变量、因变量）按规律有序排列（升序、降序）。
排序方法通常有：检索法、冒泡法。
8.首尾点增加原则是：首点增加后便不会产生超出下界情况，尾点增加后便不会产生超出上界情况。
9.冒泡法的基本原理是（假设从小到大），从头到尾反复两两比较：若前个数大于后个数，则交换前后位置；再从头到尾反复两两比较，直到无交换发生，排序完毕。
每一轮两两比较的结果是相对最大的交换到末尾，类似于气泡不断上升，故曰“冒泡法”。
10. ①插值：根据某变量从函数关系中插出对应的其它变量值。
计算机辅助船舶设计流程与实践
计算机辅助船舶设计流程与实践在科技飞速发展的今天，计算机技术已经深入到了各个行业，船舶设计行业也不例外。
计算机辅助船舶设计（Computer-AidedShipDesign，简称CAD）是一种利用计算机技术进行船舶设计和制造的方法，它具有提高设计效率、减少设计错误、缩短设计周期等优点。
本文将以实际工作经验为基础，介绍计算机辅助船舶设计的流程与实践。
一、需求分析在进行计算机辅助船舶设计之前，要进行需求分析。
需求分析主要包括了解船东的需求、船型的选用、船舶的主要参数等方面。
在这个过程中，设计师需要与船东进行沟通，了解他们的需求，然后根据这些需求来确定船舶的类型和主要参数。
例如，货船、客船、油船等不同类型的船舶，其设计要求和参数也有所不同。
二、总体设计在完成需求分析后，就是进行船舶的总体设计。
总体设计包括船舶的布局、尺寸、形状等方面的设计。
在这个过程中，设计师需要根据需求分析的结果，结合船舶的类型和主要参数，来确定船舶的总体布局和尺寸。
例如，货船的货舱布局、客船的客舱布局等，都需要在总体设计阶段确定。
三、详细设计完成总体设计后，就是进行船舶的详细设计。
详细设计包括船舶的结构、设备、系统等方面的设计。
在这个过程中，设计师需要根据总体设计的结果，来确定船舶的具体结构和设备。
例如，货船的货舱结构、客船的客舱结构等，都需要在详细设计阶段确定。
四、计算机辅助设计软件的应用在计算机辅助船舶设计中，计算机辅助设计软件是必不可少的工具。
目前，市场上有很多用于船舶设计的软件，如AutoCAD、SolidWorks、Catia等。
这些软件可以帮助设计师快速、准确地完成船舶设计和绘制工作。
例如，设计师可以利用AutoCAD软件进行船舶的平面设计，利用SolidWorks软件进行船舶的三维设计等。
五、设计验证与优化设计完成后，需要对设计进行验证与优化。
验证主要包括对船舶的结构、强度、稳定性等方面的检验，以确保船舶的安全和可靠。
实验计算机辅助船舶设计方案
实验计算机辅助船舶设计方案一想到实验计算机辅助船舶设计，我的思绪就像海浪一样翻涌起伏，10年的经验仿佛在我脑海中形成一幅幅生动的画面。
那就让咱们开始吧，一步步梳理这个方案的精髓。
咱们得明确一下目标。
船舶设计涉及的领域广，难度大，咱们要借助计算机技术，提高设计效率，优化船舶性能，降低成本，实现绿色环保。
好，目标定了，下面就是具体操作了。
1.需求分析这一步至关重要，得把客户的需求了解清楚。
船舶类型、吨位、航速、续航力、船体材料、动力系统等等，这些都是咱们需要了解的。
咱们可以通过问卷调查、访谈、市场调研等方式，收集这些信息。
2.设计理念确定了需求，就是设计理念。
计算机辅助船舶设计，咱们要突出创新、实用、环保、高效。
船舶设计不能只追求外观美观，更要注重内在性能。
这一步，咱们得把设计理念贯穿到整个方案中。
3.计算机辅助设计工具工具选对了，事情就成功了一半。
这里，我推荐使用AutoCAD、Rhino、CATIA等软件。
这些软件功能强大，适用于船舶设计。
利用这些软件，咱们可以快速绘制船体曲面、结构框架，进行三维建模。
4.船体设计船体设计是船舶设计的核心。
在这一步，咱们要充分利用计算机辅助设计工具，对船体进行优化。
确定船体线型，然后进行船体曲面建模，再通过有限元分析，评估船体的强度和稳定性。
这里需要注意的是，船体设计要兼顾美观和实用性。
5.结构设计船体设计完成后，就是结构设计。
这一步，咱们要考虑船舶的承载能力、抗风浪能力等因素。
利用计算机辅助设计工具，对船舶结构进行建模，进行强度分析、稳定性分析等。
同时，要考虑船舶的维修和保养需求，确保结构设计合理。
6.动力系统设计动力系统是船舶的心脏，这一步至关重要。
咱们要结合船舶的航速、续航力等需求，选择合适的动力系统。
利用计算机辅助设计工具，对动力系统进行建模，进行性能分析。
同时，要关注环保要求，选择绿色、高效的动力系统。
7.船舶设备设计船舶设备设计包括导航、通信、电气、消防等设备。
船舶计算机辅助设计1-资料.ppt
第二节 船舶CAD系统的总体概念
一、船舶CAD的组成:
由大量的数值计算、绘图和图形显示、 数据库 三方面的功能搭配而成。
数值计算：各种计算方法和程式的计算 绘图和图形显示：布置、型线、结构图样、
四、船舶CAD系统的任务与主要模块
1、主要任务
设计阶段：
①报价和初步设计阶段 ②详细设计阶段 ③施工设计阶段。
⑴ 报价和初步设计阶段
以船东提出的要求为依据进行可靠性研究 （如船的类型，用途，航区，载重量，航速， 绕航力，船的主尺度等） 。初步设计、确定 拟造船初步的所有基本数据，包括主尺度， 功率要求，舱容，船体各组成部分的重量以 及满足这些要求的估算成本。同时要编制说 明书，绘制总布置图，主要设备布置图，编 制船体，轮机与电气部分的主要设计清单， 估算船舶报价。
计算与绘图可以交互进行。三视图，透视图，剖面图等可让设计 者确认。
计算结果和图形数据以及设计模型可存储调用。
对各方案进行各种特性分析，指标，性能…各设计变量的灵敏度 分析
三、船舶CAD的特征:
CAD具备以下特征： ① 具有强有力的支撑数据库 ② 具有丰富的程序库 ③ 具有面向问题的语言——造船专用操 作系统 ④ 可靠的硬件系统 ⑤ 较好的扩展，连网，更新的适应性
计算机辅助设计系统组成
CAE
CAE— Computer Aided Engineering（计算机辅助工程）
用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚 度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、 弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设 计等问题的一种近似数值分析方法。
船舶计算机辅助设计
船舶计算机辅助设计传统的船舶设计过程通常是基于手工绘图和试错的方法进行的。
这种方法不仅费时费力，而且容易出错。
而船舶计算机辅助设计的出现使得船舶设计变得更加高效、准确。
船舶计算机辅助设计利用计算机技术，可以对船舶设计过程中的各个环节进行模拟和分析。
首先，通过计算机辅助设计软件，可以快速创建船体的三维模型。
这样设计师们可以直观地看到船体的形状和结构布局。
同时，船舶计算机辅助设计软件还提供了许多工具和功能，可以帮助设计师进行船舶结构强度分析、稳性计算、船舶性能评估等。
船舶计算机辅助设计的另一个重要优势是可视化和交互性。
设计师可以通过计算机辅助设计软件进行实时交互，并对设计进行修改和优化。
这种实时反馈可以帮助设计师更好地理解设计决策的影响，并及时进行调整。
此外，船舶计算机辅助设计还可以生成详细的设计报告和技术文档，方便设计师与其他团队成员进行沟通和合作。
船舶计算机辅助设计还可以帮助设计师优化船舶的性能。
通过模拟和分析，设计师可以预测船舶在不同情况下的性能，如航行速度、油耗、稳性等。
这样设计师可以对设计进行优化，以提高船舶的性能和效率。
例如，设计师可以通过调整船体形状来减小阻力，以提高船舶速度；或者通过修改船舶结构以增强船舶的稳定性。
总之，船舶计算机辅助设计在船舶设计领域中起着重要的作用。
它提供了一种高效、准确且可视化的设计方法，可以帮助设计师更好地理解船舶设计的各个方面，并进行优化。
随着计算机技术的不断发展，船舶计算机辅助设计的应用前景将越来越广阔，并将为船舶设计师提供更多便利和支持。
实验指导书《计算机辅助船体建造》_2008
《计算机辅助船体建造》实验指导书武汉理工大学交通学院2008年一．型线表示及三向光顺演示1. 概述实现计算机辅助船体建造CAM 的首要任务，是建立能正确描述船体型线的函数表达式，使它根据型值点型值及有关要求就能构造出表示一根连续的船体型线之具体函数表达式，以满足实际应用的需要。
2. 实验目的（1）要求学生掌握单根型线的数学表示方法和光顺方法，掌握船体型线三向光顺的原则和实现方法；（2）了解计用算机实现型线表达的基本原理（3）了解数据库和计算机图形学在船体型线处理中应用情况（4）通过追赶法编程和上机实现，让学生对使用计算机进行型线处理有一个初步认识和真实体会。
3主要设备PC 机4. 实验项目（1）由教师在计算机上演示单根型线的表示。
（2）学生编写追赶法计算程序，完成上机调试。
5. 实验内容5.1单根型线的表示上机内容 5.2 编写追赶法程序追赶法可用于求解三对角阵，在曲线表达和光顺中应用较多。
建立三次样条函数方程需要求解系数i c ，矩阵方程为：⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡−′−−′−=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡−−−−−−−−−−⋅−−⋅−⋅−⋅⋅⋅−−−−−−−n n n n n nn n n n n n n n n n n n n m y m m m m y m c c c c x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 112121321211211112212313121212)(2)()()(2)()()(2)(0)()(2M M O O O 求解系数i c 按以下步骤(1) 计算)1,,2,1(111−=−−=+++⋅n i x x y y m ii i i i i L ；(2) 计算i a 、)1,,2,1(−=n i b iL)()(211111−−−++−−−−=i i i i i ii i x x a x x x x a)()(2)(11111111−−+−−⋅−+⋅−−−−−−=i i i i i i i i i i i i x x a x x b x x m m b)1,,3,2(−=n i L(3) 计算n cn n n n n n n n n nn b x x a b x x m y c =−−−−−′=−−−−⋅−))(2()(111110=n a(4) 计算)1,2,1(1L −−=−=+n n i c a b c i i i i5.3 大挠度曲线型值坐标变换 5.4 算例（1）小挠度曲线算例X 0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3060 Y130 232.6 320.4 348 389 329.4 165 01y ′ =0.361; n y ′=-0.673;（2）大挠度曲线算例X 8.125 8.4 9 9.485 9.6 9.959 10.166 10.2 Y0.07740.099 0.28 0.60.708 1.21.82.1771y ′ =0.01087; n y ′=-100;二．简单船体零件计算机生成1. 概述船体构件是船的基本单元，构件加工包括边缘加工和成型加工等内容。