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第1章 计算机辅助船体建造概述
1.1 计算机辅助制造的概念和构成
1.1.1 计算机辅助制造的应用及发展
1.1.2 计算机辅助制造技术的概念和构成
1.2 计算机辅助船舶建造的特点
1.2.1 船舶产品和造船生产过程的特点
1.2.2 计算机辅助船舶建造的特点
1.3 造船计算机集成制造系统概述
1.3.1 造船CIMS的概念和构成
1.3.2 造船CIMS的发展策略
1.4 国内外计算机辅助船体设计建造系统举例
1.4.1 TRIBON软件介绍
1.4.2 船舶制造三维设计系统SB3DS
第2章 船体型线的数值表示
2.1 拉格朗日插值
2.2 差分、差商与牛顿插值
2.2.1 差分与差商
2.2.2 牛顿插值
2.3 埃尔米特插值
2.4 样条函数
2.4.1 多项式插值的缺陷与分段插值
2.4.2 样条函数插值
2.4.3 双圆弧样条函数
2.5.B样条函数
2.5.1 B样条的递推定义和性质
2.5.2 B样条曲线的性质
2.5.3 B样条曲线的deBoor算法
2.5.4 反算B样条曲线的控制顶点
2.6 曲线拟合
2.6.1 最小二乘法原理与多项式拟合
2.6.2 正交多项式拟合
2.6.3 非线性模型举例
第3章 船体型线光顺的数学描述
3.1 船体型线光顺性准则
3.I.1 船体型线光顺性判别准则
3.1.2 描述型线光顺性判别准则的数学方法
3.1.3 型线不光顺的调整原则
3.2 回弹法光顺船体型线
3.2.1 单根曲线光顺性的判别方法
3.2.2 基样条函数与影响向量
3.2.3 样条曲线不光顺时的调整
3.3 弯调松弛法型线光顺
3.3.1 两点边值问题的小参数解法
3.3.2 旋转坐标轴问题
3.3.3 连接条件
3.3.4 单根曲线的光顺
3.4 圆率序列法光顺船体型线
3.4.1 光顺性判别准则
3.4.2 单根曲线型值点的修改方法
3.5 船体型线的三向光顺
3.5.1 三向光顺的任务和方法
3.5.2 决定端点条件的边界线
3.5.3 端部边界线光顺
第4章 船体外板展开的计算机辅助技术
4.1 船体外板展开计算的数学基础
4.1.1 直线方程
4.1.2 求交点的数学运算
4.1.3 求圆弧实长
4.1.4 牛顿法求解函数方程
4.1.5 数值积分
4.2 船体外板缝布置的自动排列
4.2.1 计算曲线上点的坐标及两点间弧长
4.2.2 肋骨展开线的弦长度与肋骨弯度计算
4.2.3 结构线计算
4.2.4 排板计算
4.2.5 修正排板计算宽度
4.3 船体外板展开的测地线法
4.3.1 作测地线的算法
4.3.2 肋骨线弧长、上下纵缝线和测地线各段实长计算
4.3.3 中间肋骨线的肋骨弯度及转角计算
4.3.4 外板展开图的数值表示
4.4 船体外板展开的短程线法
4.4.1 短程线法展开的基本原理
4.4.2 短程线法展开计算
4.4.3 展板中误差的处理
4.5 考虑加工塑性变形因素的船体外板展开方法
第5章 船体加工的计算机辅助技术
5.1 数控加工和图形处理
5.1.1 图形处理的概念
5.1.2 图形处理语言的构成
5.2 数控切割技术
5.2.1 构件的割缝补偿及几何形状处理
5.2.2 数控套料
5.2.3 数控切割过程控制的数值计算
5.3 型材数控冷弯技术
5.3.1 端点测量控制法
5.3.2 适应控制法
5.3.3 弦线测量控制法
5.4 型材逆直线的数值计算
5.4.1 逆直线法的基本原理
5.4.2 逆直线的数值计算
5.5 船体双曲率外板热加工自动成型技术
5.5.1 水火弯板变形机理和主要变形规律
5.5.2 单因素局部收缩量水火弯板变形规律系列数学模型
5.5.3 水火弯板加工工艺参数预报方法
第6章 船体装配中的计算机辅助技术
6.1 分段装配胎架的数值计算
6.1.1 基准面倾角的确定
6.1.2 立柱高度的确定
6.1.3 肋骨安装倾角的计算
6.1.4 板厚修正计算
6.2 分段吊装参数计算
6.2.1 吊装参数的意义
6.2.2 算法
6.2.3 四根吊绳及两根吊环平面不平行于中纵剖面时的修正
6.3 船舶精度控制技术
6.3.1 数理统计基础
6.3.2 尺寸链理论
6.3.3 尺寸链理论在船舶精度控制中的应用
6.3.4 重量重心的精度控制原理
6.3.5 补偿量的确定
参考文献
随着计算机技术的飞跃发展,各个领域对计算机技术的应用情况已成为衡量该领域技术发展水平的重要标志之一。船体建造过程是一个及其复杂的生产过程,其中包含了大量的手工作业,自20世纪60年代初造船业成功研究船体数学放样以来,随着计算机系统、信息处理技术、数控技术的发展,现代船体建造技术跨入了应用计算机信息处理技术和数控技术的新时代。
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计算机辅助图形设计
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计算机辅助霍尔测量系统
霍尔测量是研究半导体材料性质的重要实验方法 ,文中设计、建立了一套计算机辅助测量系统 ,它能自动采集和处理数据。文中论述了该系统的组织构造、工作原理和软件实现。
《计算机辅助船体三维结构设计(船舶工程技术专业)》为高等职业教育规划教材,共八章,内容包括:绪论,船体设置,平面板架、曲面板架、肘板的三维建模,出图、出船体报表、提取HDSHM系统需要的数据。《计算机辅助船体三维结构设计(船舶工程技术专业)》以沪东中华造船集团研发的EFSHD船体结构设计系统为基础,运用计算机辅助进行船体三维建模,大量地引用现代船舶绘图理念,具有一定的前沿性、实践性和可操作性 。
第一章 绪论
思考与练习
第二章 船体设置
第一节 船体项目设置
第二节 坐标定位面设置
第三节 船体模型的刷新
第四节 基本船体曲线设置
第五节 船体设计标准库设置
第六节 船体项目设置实例
思考与练习
第三章 平面板架
第一节 平面板架建模概述
第二节 平面板架建模界面
第三节 板架属性定义
第四节 边界定义
第五节 平面曲线定义
第六节 板缝定义
第七节 板零件定义
第八节 内孔定义
第九节 边界孔定义
第十节 扶强材定义
第十一节 面板定义
第十二节 折边定义
第十三节 贯通孔定义
第四节 划线
第五节 其他辅助功能
第十六节 平面板架的制作实例
思考与练习
第四章 曲面板架
第一节 曲面板架概述
第二节 船体曲线
第三节 曲面板缝
第四节 曲面板架
第五节 型材标签
第六节 曲面型材
第七节 曲面型材的附加特性
第八节 曲面板
第九节 其他
第十节 曲面板架的制作实例
思考与练习
第五章 肘板
第一节 肘板概述
第二节 肘板定义
第三节 肘板的端部
第四节 肘板的连接边
第五节 肘板的折边
第六节 肘板的面板
第七节 肘板的切角
第八节 肘板的定位平面
第九节 专用肘板类型
第十节 肘板创建
第十一节 其他
思考与练习
第六章 船体图纸
第一节 生成船体图纸
第二节 图纸处理
第三节 图纸输出
思考与练习
第七章 船体报表
第一节 结构属性报表
第二节 重量重心报表
第三节 零件装配明细表
思考与练习
第八章 提取HDSHM系统需要的数据
第一节 设置HDSHM工作目录
第二节 提取曲面板缝数据
第三节 提取曲面板描述数据
第四节 折角零件定义
第五节 零件展开
思考与练习
参考文献
为深入贯彻《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》,积极推进课程改革和教材建设,为职业教育教学和培训提供更加丰富、多样和实用的教材,更好地满足我国造船工业快速发展的需要,中国交通教育研究会职业教育分会船舶技术专业委员会组织全国开办有船舶技术类专业的职业院校及其骨干教师,编写了高等职业教育船舶技术类专业拓展课程系列规划教材。
本系列教材注重以就业为导向,以能力为本位,面向市场,面向社会,体现了职业教育的特色,满足了高素质的实用型、技能型船舶技术类专业高等职业人才培养的需要。2100433B
船体钢 (steel for building ship)
介绍
用于建造和修理船舶的壳体及其附属结构的专业用碳素钢。该钢种的性能决定了船体结构设计和建造工艺。因此,对钢的化学成分、力学性能、工艺性能和质量有严格的要求,以便保证造船质量。
种类及其化学成分
中国国家标准GB712--88规定:一般强度船体钢分为4个不同的质量等级;高强度船体钢分为2个强度级别3个质量等级。其化学成分见表1。强度级别和质量等级相当于美国船务局的船体钢,AB/A,AB/B,AB/D,AB/E和AH32,DH32,EH32,AH36,DH36,EH36;西德劳氏船级社的GLA,GLB,GLD,GLE和GLA32,GLD32,GLE32,GLA36,GLD36,GLE36的现行标准。
表1碳素船体钢化学成分
钢的性能 其力学性能、工艺性能和耐腐蚀性为:
力学性能 碳素船体钢要有足够的强度和良好的塑性、韧性及疲劳强度。其力学性能见表2。屈服强度是进行船体强度计算、确定船体结构尺寸的最基本的技术依据,对不同的船体建造应选择不同屈服强度的碳素船体钢。材料具有良好的塑性,才能在加工过程中经受冷热加工,在航行过程中避免因局部受力而破坏。韧性是表示抵抗脆性破坏的能力。船体钢由于加工后应力状态、加载速度和温度等因素不同,其表现脆性状态的倾向也不同,容易发生脆性断裂。因此,要求具有良好的韧性,特别是低温韧性,以保证船舶远洋航行的安全。疲劳性能是保证船舶在使用过程中承受各种交变载荷的作用下不产生低周疲劳,使船舶提高寿命。
表2碳素船体钢力学性能
注:a-试样厚度,mm;b-试样宽度,mm;d-弯芯直径,mm。
工艺性能 根据船体结构,船体钢要加工成各种形状,要求具有良好的冷热弯曲、火工矫正和焊接性能。
耐腐蚀性 船舶长期受到周围各种介质的化学和电化学作用,使钢受到不同程度的腐蚀,影响使用性能。所以要求钢的表面平整光滑无铁皮,另外船体表面要涂好防锈漆和采用牺牲阳极保护法。
发展趋势 随着造船工业和船舶运输工业的迅速发展,为满足减轻船舶自重、增加吨位和远洋船舶运输的需要,碳素船体钢正在向低合金高强度方向发展。目前美国、英国等在造船中使用低合金高强度(235~590MPa)钢日益增多,尤其是巨型油轮的发展,对高强度钢的使用更多,而且形成系列化、规范化、军民通用化。中国目前已用16Mn、15MnTi钢建造远洋货轮,使用的屈服强度为235~400MPa范围的低合金钢。为了满足造船工业的需要,船体钢正向改善质量,提高强度等级,增加产量等方面发展。
第一章 绪论
第一节 船体修造工艺
第二节 船体建造与工艺程序
第三节 造船工业
第四节 船厂组织与管理
思考与练习
第二章 船体理论型线光顾
第一节 船体
第二节 首、尾柱放样
第三节 纵横结构线放样
思考与练习
第三章 船体构件展开
第一节 平面构件展开
第二节 求空间某线线段实长的方法
第三节 可展曲面构件的展开