专利名称：船舶锚系计算机仿真设计方法
技术领域：
本发明涉及船舶的锚系设计，特别是涉及船舶锚系计算机仿真设计方法。
背景技术：
传统的锚系设计一般都是按有关标准进行设计，包括锚的设计、锚链管的设计、锚唇的设计等，经制造的锚系产品的尺寸及重量、重心等参数都有变化以及船艏曲面的实际情况，还要进行锚系的舾装设计。舾装设计过程，包括对锚的实际尺寸、重量及重心位置进行复核和校验；制订锚链管和锚唇几何拓扑结构；根据船艏曲面在船艏上确定锚链管位置；锚系各零部件与锚链管装配及最终与船艏装配的验证。如今造船领域中，船舶设计一般都是应用各种计算机辅助软件实现的，但锚系设计还是以一定比例的木模进行模拟拉锚来最终确定设计方案，此种设计方法不但制作木模花费了大量人力、物资和制作成本，而且还不准确。目前，计算机应用软件在造船领域的设计或设计参数分析中应用普遍，但是针对锚系计算机仿真设计还未见成果。
发明内容本发明要解决的技术问题，是解决目前锚系设计花费大量人力、物资而又不准确的缺点，提供一种准确、易于修改、大大节省了设计时间的船舶锚系计算机仿真设计方法。
采用的技术方案是船舶锚系计算机仿真设计方法，本方法是在UG软件基础上进行二次开发，形成新的软件系统CAD和CAE两部分。CAD部分主要完成锚系各零部件三维建模；CAE部分是正确设置各零部件链接、运动付、和三维接触，完成模拟运动并检验锚与锚唇贴合情况，如不符则加以修正。设计方法，包括如下步骤1、用CAD部分对锚系各零部件三维建模，其中(1)锚三维建模，若锚为外购件，根据对方提供的实际图纸进行三维建模，对相关尺寸进行复核及采取校正。
(2)锚链管、锚唇三维建模，锚链管、锚唇属于几何拓扑结构，其三维建模为结构参数化建模，需根据实际情况进行建模。
(3)船艏三维建模，根据船体水线图或型值表进行船艏三维建模，其建模步骤根据型值表建立水线图；根据水线图上水线建立船艏曲面；加厚船艏曲面生成实体，也可由水线直接生成实体，目的是在船艏上确定锚链管位置。
2、各零部件装配，目的是按产品参数检查和修改；3、用CAE部分设置零部件链接、设置运动付、创建三维接触、创建力、设置重力方向，进行运动仿真分析，仿真结果即可反映锚唇与锚的贴合状态，检查后进行修改和调整，确定无问题，导出数据出图，提供设计图纸。
本发明取得的积极效果是1、与传统的制作木模进行模拟拉锚最终确定设计方案相比大大提高了设计的准确性。
2、节省了大量人力、物资，从而降低了造船成本、提高了生产进度。
3、提供了船舶锚系计算机仿真设计技术。
图1为本发明实施流程图。
图2为三维建模图。
图3为创建链接图。
图4为创建三维接触图。
图5为运动仿真图。
具体实施方式
船舶锚系计算机仿真设计方法，是在UG软件基础上进行二次开发，形成新的软件系统CAD和CAE两部分。CAD部分主要完成锚系统各零部件三维建模；CAE部分主要是正确设置各零部件链接、运动付、和三维接触，完成模拟运动并检验锚与锚唇贴合情况，如不符则加以修正。设计方法包括用CAD部分对锚系各零部件三维建模，其中锚三维建模，由于锚是外购件，尽管有相关的国标，但由于各厂家在制造过程采用的实际参数各不相同，因此需在定购后根据对方提供的实际图纸进行三维建模。在建模过程中特别需要注意的是锚上加强筋的实际尺寸。在初步建模完成后，需对其重量及重心位置进行检查，若发现重量及重心位置与实际相差太大，则必须对相关尺寸进行复核和校正。
锚链管及锚唇三维建模，这一部分系统提供了参数化建模界面，需要注意的是该参数化建模针对的是几何拓扑结构的锚链管和锚唇。如果几何拓扑结构变化，需根据实际情况进行建模。
船艏三维建模，根据船体水线图或型值表进行船艏三维建模。主要步骤有以下几条根据型值表建立各水线图根据水线建立船艏曲面加厚曲面生成实体，也可由水线直接生成实体。
在船艏上确定锚链管位置。
各零部件装配，在该系统中一次装配后，若产品参数发生变化，无需重新装配，装配关系不变。在产品装配中可以将几个相关零件先行装配后作为组件再次装配。例如可将锚、卸扣、锚杆先行装配后再与锚链筒装配，然后再与船艏装配，这样便于修改和检查。需要注意的是装配主体不能弄错。
用CAE部分正确的设置链接、运动付、和三维接触。
用于创建力(创建标量力；确定力的大小，约为锚重的两倍；确定力的起点；确定力作用的连杆；确定力的终点)用于设置重力方向。
用于运动仿真，开始运动仿真分析(设定运动时间及步数，开始运动仿真，等待结果)至此为止，所有运动分析设置完成，仿真结果即可反映锚唇与锚的贴合状况，从而进行修改和调整。如无问题，导出数据出图，提供设计图纸。
权利要求
1.船舶锚系计算机仿真设计方法，其特征包括如下步骤A、用CAD部分对锚系各零部件三维建模，其中(a)锚三维建模，若锚为外购件，根据对方提供的实际图纸进行三维建模，对相关尺寸进行复核及采取校正；(b)锚链管、锚唇三维建模，锚链管、锚唇属于几何拓扑结构，其三维建模为结构参数化建模，需根据实际情况进行建模；(c)船艏三维建模，根据船体水线图或型值表进行船艏三维建模，其建模步骤根据型值表建立水线图；根据水线图上水线建立船艏曲面；加厚船艏曲面生成实体，也可由水线直接生成实体，目的是在船艏上确定锚链管位置；B、各零部件装配，目的是按产品参数检查和修改；C、用CAE部分设置零部件链接、设置运动付、创建三维接触、创建力、设置重力方向，进行运动仿真分析，仿真结束即可反映锚唇与锚的贴合状态，检查后进行修改和调整，确定无问题，导出数据出图，提供设计图纸。
全文摘要
本发明涉及船舶锚系计算机仿真设计方法，包括如下步骤用CAD部分对锚系各零部件三维建模，其中外购件锚，根据对方提供的实际图纸进行三维建模，对锚链管、锚唇三维建模、船艏三维建模，目的是在船艏上确定锚链管安装位置；各零部件装配，目的是按产品参数检查和修改；用CAE部分设置零部件链接、设置运动付、创建三维接触、创建力、设置重力方向，进行运动仿真分析，仿真结构即可反映锚唇与锚的贴合状态，检查后进行修改和调整，确定无问题，导出数据出图，提供设计图纸。本发明提供了船舶锚系计算机仿真设计技术，结束了制作木模进行模拟拉锚最终确定设计方案的方法，大大提高了设计的准确性。优点是节省了大量人力、物资、降低了成本，可广泛在锚系设计上推广应用。
文档编号G06F17/50GK1881222SQ20061004633
公开日2006年12月20日 申请日期2006年4月18日 优先权日2006年4月18日
发明者李学军, 高文涛, 程惠勇, 杨林 申请人:渤海船舶重工有限责任公司