用于船舶的牛腿的建模方法、建模裝置和牛腿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于船舶的牛腿的建模方法、建模裝置和牛腿。
【背景技術(shù)】
[0002] 在船舶建造中的牛腿是一種工藝件，該牛腿不同于建筑領(lǐng)域中的牛腿，船舶建造 中所說的牛腿焊接于船體外表面，為船體結(jié)構(gòu)的放置提供支撐面，保證了支撐的穩(wěn)定性和 安全性，且縮小了船體結(jié)構(gòu)受損面積，在船舶建造中起著很重要的作用。
[0003] 傳統(tǒng)的船舶建造中對(duì)牛腿的建模方式是使用tribon (是由瑞典KCS公司研發(fā)的輔 助船舶設(shè)計(jì)和建造的計(jì)算機(jī)軟件集成系統(tǒng)）軟件建模，利用該軟件預(yù)先設(shè)定的與船舶外板 相交的一個(gè)點(diǎn)，過該點(diǎn)做斜線與外板相切，并根據(jù)該斜線的水平夾角判斷牛腿類型并依次 完成牛腿的主板、底板和兩肘板的建模。
[0004] 而傳統(tǒng)的建模方法有如下缺點(diǎn)：建模操作步驟繁瑣效率低，建模過程涉及到的參 數(shù)信息量大，需要手工計(jì)算判別的技術(shù)點(diǎn)多，很容易犯錯(cuò)，且不便于檢查糾錯(cuò)；而手工建模 通常建一個(gè)牛腿模型所花費(fèi)的時(shí)間為30分鐘左右，而全船的百個(gè)牛腿分給多人建模，導(dǎo)致 建模耗時(shí)很長(zhǎng)，且建模結(jié)果并不統(tǒng)一，產(chǎn)生錯(cuò)誤的情況也是多種多樣；例如牛腿主板剖面的 確定要根據(jù)是船首部還是尾部以及船體板架理論線和板厚朝向而定，而船體板架的板厚也 有多種規(guī)格，在建模時(shí)就會(huì)產(chǎn)生誤差；另一個(gè)是底板的高度值，設(shè)計(jì)中常會(huì)因?yàn)樯婕暗膮?shù) 較多，而錯(cuò)誤剖切平面，導(dǎo)致創(chuàng)建的板架干涉等情況發(fā)生；再者是維護(hù)困難，設(shè)計(jì)工作不會(huì) 一遍定稿，常會(huì)因?yàn)槟承┰蜃龀鲂薷模粋€(gè)小小的更改需要整個(gè)牛腿重新建模。
[0005] 可見，現(xiàn)有技術(shù)中的牛腿的建模方法存在操作繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、手工判定點(diǎn)較多易出 錯(cuò)，且多人建模結(jié)果不統(tǒng)一，對(duì)板厚朝向和船體板架厚度朝向的方向確定易出錯(cuò)等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)用于船舶的牛腿的建模方法 存在操作繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、手工判定點(diǎn)較多易出錯(cuò)，且多人建模結(jié)果不統(tǒng)一，對(duì)板厚朝向和船 體板架厚度朝向的方向確定易出錯(cuò)的缺陷，提供一種用于船舶的牛腿的建模方法、建模裝 置和牛腿。
[0007] 本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：
[0008] -種用于船舶的牛腿的建模方法，所述牛腿包括主板和底板，所述牛腿設(shè)于船舶 的外板上，其特點(diǎn)在于，以船舶的尾部到船舶的首部的方向?yàn)橐坏谝惠S，以垂直于船舶所 在平面的方向?yàn)橐坏诙S，以垂直于所述第一軸和所述第二軸形成的平面的方向?yàn)橐坏谌?軸；所述建模方法使用一數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)有牛腿在第一軸值和第二軸值確定時(shí) 所對(duì)應(yīng)的第三軸值；
[0009] 所述建模方法包括以下步驟：
[0010] S1、在船舶的外板上設(shè)定用以形成牛腿的三個(gè)交點(diǎn)，所述三個(gè)交點(diǎn)分別記為第一 交點(diǎn)、第二交點(diǎn)和第三交點(diǎn)，所述三個(gè)交點(diǎn)的第一軸值相同，所述第一交點(diǎn)、所述第二交點(diǎn) 和所述第三交點(diǎn)的第二軸值依次減小；
[0011] S2、在所述數(shù)據(jù)庫中查找所述第一交點(diǎn)、所述第二交點(diǎn)和所述第三交點(diǎn)的第三軸 值；
[0012] S3、計(jì)算所述第一交點(diǎn)和所述第二交點(diǎn)的連線的斜率；
[0013] S4、判斷所述斜率是否小于一閾值，若是，執(zhí)行步驟S5;若否，執(zhí)行步驟S6;
[0014] S5、以所述第二交點(diǎn)作為參考設(shè)計(jì)點(diǎn)，并根據(jù)所述第一軸值的大小確定所述主 板的厚度朝向，建立A型牛腿的模型，所述A型牛腿的主板的內(nèi)角Θ的大小為〇° < Θ < 50° ;
[0015] S6、以所述第三交點(diǎn)作為參考設(shè)計(jì)點(diǎn)，并根據(jù)所述第一軸值的大小確定所 述主板的厚度朝向，建立B型牛腿的模型，所述B型牛腿的主板的內(nèi)角Θ的大小為 50。彡 Θ 彡 90° 〇
[0016] 在本方案中，船舶所在平面是指船舶的上表面，以船舶外板上設(shè)定的三個(gè)交點(diǎn)，并 建立三軸坐標(biāo)系，計(jì)算其中兩個(gè)點(diǎn)的斜率，能夠快速確定在船舶的外板的相應(yīng)位置處適合 建立哪一種牛腿模型，相較于現(xiàn)有技術(shù)中直接確定一個(gè)交點(diǎn)，并作切線來設(shè)計(jì)牛腿的方式 而言，本發(fā)明的建模方法更加準(zhǔn)確適用，且無需人為地判斷建立哪一種牛腿模型、無需人為 判斷主板的厚度朝向，因此能夠減少人為判斷點(diǎn)，建模結(jié)果不易出錯(cuò)，而根據(jù)本發(fā)明的建模 方法，使得各操作者具有統(tǒng)一的建模標(biāo)準(zhǔn)，能夠保持建模結(jié)果的一致性，且建模耗時(shí)時(shí)間 短。
[0017] 較佳地，步驟S5和步驟S 6中確定所述主板的厚度朝向的步驟為：
[0018] Sbl、輸入船舶的首尾分界值，所述首尾分界值為船舶在第三軸值最大時(shí)的第一軸 值的最小值；
[0019] Sb2、判斷牛腿模型的第一軸值是否大于船舶的首尾分界值，若是，將所述主板的厚 度朝向建模為朝船首方向，若否，將所述主板的厚度朝向建模為朝船尾方向。
[0020] 也即，牛腿的主板的厚度朝向和在船舶的首尾位置是保持一致的，使得建模的牛 腿模型能夠更好地與船舶模型匹配，從而在實(shí)際制造牛腿的過程中，使得切割的牛腿主板 能夠更好地與船舶的外板曲面相貼合。
[0021] 對(duì)于不同形狀的船舶，船舶的第三軸值最大時(shí)對(duì)應(yīng)的第一軸值并非只有一個(gè)，而 是還可以為多個(gè)，表現(xiàn)為等第三軸值時(shí)所占據(jù)的第一軸值的長(zhǎng)度，此時(shí)可取該長(zhǎng)度內(nèi)的任 一第一軸值的大小，但取該些第一軸值中的最小值時(shí)效果更好。
[0022] 較佳地，步驟S5和步驟S 6之后均包括：
[0023] S7、根據(jù)船舶的肋板的朝向調(diào)整牛腿的第一軸值的大小。
[0024] 較佳地，步驟S7包括：
[0025] S71、輸入船舶的肋板的厚度朝向；
[0026] S72、在所述肋板的厚度朝向?yàn)槌?，且所述主板的厚度朝向?yàn)槌讜r(shí)，將牛腿 的第一軸值減少牛腿的主板的厚度；在所述肋板的厚度朝向?yàn)槌?，且所述主板的厚?朝向?yàn)槌矔r(shí)，將牛腿的第一軸值增加牛腿的主板的厚度。
[0027] 對(duì)第一軸值的調(diào)整，能夠進(jìn)一步使得建模后牛腿的主板與船舶模型的肋板對(duì)齊。
[0028] 較佳地，步驟S1中設(shè)定所述三個(gè)交點(diǎn)的步驟為：
[0029] Sn、以一預(yù)設(shè)高度作為垂直投射于所述第一軸和所述第二軸構(gòu)成平面的直線的高 度，所述直線與船舶的外板相交形成所述第三交點(diǎn)；
[0030] S12、在所述第三交點(diǎn)的第二軸值的基礎(chǔ)上沿所述第二軸方向增加第一預(yù)設(shè)距離， 以與船舶的外板相交形成所述第二交點(diǎn)；
[0031] S13、在所述第二交點(diǎn)的第二軸值的基礎(chǔ)上沿所述第二軸方向增加第二預(yù)設(shè)距離， 以與船舶的外板相交形成所述第一交點(diǎn)。
[0032] 本發(fā)明還提供一種用于船舶的牛腿的建模裝置，其特點(diǎn)在于，其利用如上所述的 建模方法實(shí)現(xiàn)，所述建模裝置包括：
[0033] -交點(diǎn)設(shè)定模塊，用于在船舶的外板上設(shè)定用以形成牛腿的三個(gè)交點(diǎn)，所述三個(gè) 交點(diǎn)分別記為第一交點(diǎn)、第二交點(diǎn)和第三交點(diǎn)，所述三個(gè)交點(diǎn)的第一軸值相同，所述第一交 點(diǎn)、所述第二交點(diǎn)和所述第三交點(diǎn)的第二軸值依次減?。?br>[0034] -第三軸值獲取模塊，用于在所述數(shù)據(jù)庫中查找所述第一交點(diǎn)、所述第二交點(diǎn)和 所述第三交點(diǎn)的第三軸值；
[0035] -斜率計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述第一交點(diǎn)和所述第二交點(diǎn)的連線的斜率；
[0036] -判斷模塊，用于判斷所述斜率是否小于一閾值，并在判斷結(jié)果為是時(shí)調(diào)用一 A 型牛腿建模模塊，在判斷結(jié)果為否時(shí)調(diào)用一 B型牛腿建模模塊；
[0037] 所述A型牛腿建模模塊用于以所述第二交點(diǎn)作為參考設(shè)計(jì)點(diǎn)，并根據(jù)所述第一軸 值的大小確定所述主板的厚度朝向，建立A型牛腿的模型；
[0038] 所述B型牛腿建模模塊用于以所述第三交點(diǎn)作為參考設(shè)計(jì)點(diǎn)，并根據(jù)所述