船体结构3D建模

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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
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。
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。
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确定零件的基准面、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。
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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。
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。
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图2 不同类型零件坐标的基准面
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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)] < 世界>:
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教学图片 船体结构常见零件类型及特征
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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。
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教学图片
一组肋板三维模型
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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。
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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；
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。
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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。
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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。
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船体结构三维模型技术背景、意义及学习内容
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。
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确定零件的基准面、基准点
❖ 选择新建（N）后提示：
❖ 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] <0,0,0>:
❖ 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。
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
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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
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体。