基于CATIA的钢结构CAD与CAE一体化实现方法

为了应对钢结构在实现计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助工程（CAE）一体化时的特殊性所带来的挑战,分析和归纳CAD与CAE一体化中数据转换,与几何理想化等关键问题,在此基础上,提出一种基于CATIA V6软件实现钢结构CAD与CAE一体化的方法,并通过一个绑扎桥钢结构的设计案例验证了该方法的有效性。通过所提方法分别实现了CAE几何理想化的自动切换与整合载荷数据至CAD模型的技术目标,从而避免了基于传统方法所带来的数据分离问题,减少了人工介入的低效工作。     

基于CATIA V6的舾装自制件BOM自动生成二次开发技术

基于CATIA V6平台,以12 690 t集装箱船绑扎桥为应用案例,分析船舶舾装自制件三维模型结构框架,使用EKL语言进行二次开发,实现船舶舾装自制件BOM生成环节的自动化,提高舾装自制件设计的效率和精度。     

基于CATIA V6知识工程的智能化阀件设计

在船舶轮机管路系统的初步设计和详细设计阶段,需布置阀件体现系统设计,并预留操作空间与其他专业协定空间布局,传统的设计方法难以满足随系统设计更新而快速协同更新的场景需求。为解决该问题,基于CATIA V6,通过分析阀件的设计要点,结合参数化设计和知识工程技术,实现知识驱动下的阀件参数化设计。利用CATIA V6知识工程将设计知识融合到设计过程中,极大地提高设计效率、设计模型的可修改性和响应速度。该方法可扩展至其他船舶附件的设计场景中,进一步提高船舶三维设计的智能化水平。     

基于CATIA V6的船舶结构有限元网格方法

CATIA作为一款通用的工业设计软件,在许多制造行业得到了广泛的应用。随着V6版本较之V5版本进一步的提升了结构模型转换FEM平面单元的能力,CATIA目前已能够实现船体结构模型直接生成有限元网格。通过深入应用CATIA V6,依靠软件强大的三维建模功能,能够极大的减少船体结构划分有限元网格工作的工时。同时利用关联设计复用以往模型,进一步提高FEM模型的生成效率。甚至能够为实现船舶结构设计CAD/CAE一体化的目标提供了具有可行性的研究路径。因而本文通过分析CATIA软件生成有限元网格机制,结合船舶结构有限元分析对生成网格的要求特点,确定了具有实践性的结构建模与网格划分方法。最后通过实践案例予以验证,结合网格质量检查与优劣势分析,基于CATIA平台为船舶结构快速生成有限元网格提供了一种较为高效的方法。     

基于CATIA V6的船体结构模型检查二次开发研究

随着数字化技术的发展,三维设计正成为船舶行业的技术发展方向。基于CATIA V6平台的船体结构三维设计,目前主要应用SFD轻量化模型生成二维图纸对接产品方案设计,应用SDD实体模型对接生产设计。因此在三维建模过程中,为保证二维出图与实体转模的准确性,对船体结构SFD模型进行检查尤为重要。虽然三维模型具有视觉上的直观性,但是在CATIA平台模型检查过程中,由于结构模型构件数量庞大且构件属性信息显示不够直接,应用平台原生功能的模型检查方法效率较低,检查结果不够理想。针对平台原生功能存在的问题,本文探索了二次开发在模型结构检查中的运用。选取船体结构SFD模型中面板加厚方向判定这一典型检查场景为例,通过CAA和EKL混合开发实现了面板加厚方向的批量检查和模型修改,极大提高了模型检查的效率和准确性,实用性高。同时本文也为二次开发应用于船体结构模型检查提供了开发思路和主要技术路线。     

基于VB. NET的CATIA三维参数化船舶设备库的开发

为提高设计建模效率,以CATIA系统中知识工程模块为支持平台,给出三维参数化驱动的船载设备模型库构建方案,并使用VB.NET在CATIA上开发建立三维参数化设备库原型系统。该系统采用通用的关系型数据库存储和管理设备模型信息,提高了模型数据编辑修改和更新的方便性,降低了模型数据的冗余度,并可通过网络数据库使设备模型库得到共享,从而显著提高了三维船舶总布置设计建模的效率。     

基于CATIA二次开发的散货船舱段参数化设计

采用CATIA二次开发中自动化对象编程(V5 Automation)的方法,通过对散货船货舱段结构特点及参数化的描述,编程自动生成散货船舱段三维模型,以长江散货船货舱段生成为例,验证所用的方法能够快速地生成舱段模型,从而缩短设计周期,节约设计成本。     

基于知识工程的船体结构参数化设计

介绍了知识工程、参数化设计原理与方法 ,提出了基于知识工程的参数化设计原理与实现方法。最后通过 CATIA V5提供的知识工程模块 ,结合实例 ,给出这种设计方法的具体流程。     

基于CATIA的海洋平台结构快速设计

研究了参数化设计和知识工程技术,并将2种技术应用到海洋平台结构设计当中。首先,借助参数化技术,在CATIA V5系统中建立海洋平台结构的参数化模型;其次,通过CATIA V5的知识工程模块,构建平台结构设计的知识库,实现对平台结构设计结果的校验。实例表明,应用上述2种技术进行海洋平台结构设计,不仅是可行的,还能大大缩短海洋平台结构的开发时间。     

基于参数化船模的静水力计算

船舶静水力要素全面表达了船舶浮性和稳性随吃水而变化的规律,能够综合反映船舶的静力性能。传统的二维计算方法过程较为繁琐,且计算结果精度受横剖面个数的影响。本文应用数学型线法和三维参数化建模方法,快速生成船体型线,精确构建附带属性和边界条件的船舶三维模型,通过对CATIA软件进行二次开发,将三维设计和静水力计算有效集成,提出基于船舶三维参数化建模的静水力计算方法,可以直接计算和获取其静水力要素,操作简单,结果可靠,具有较强的实用性。     

大型集装箱船甲板堆重的影响因素

以某14 500 TEU集装箱船为对象,基于DNV GL规范对影响集装箱船甲板堆重的主要因素进行分析。首先介绍新规范采用的横向加速度系数计算方法,对比新旧方法对甲板许用最大堆重的影响;然后对比分析绑扎形式以及绑扎桥层数对甲板许用最大堆重和系固系统设计的影响。结果表明:随着规范的更新,集装箱横向加速度系数明显降低;同时,由于采用外绑形式和3层绑扎桥,大型集装箱船甲板堆重能力明显提高,但这也对集装箱系固系统设计带来了一些新的影响。     

超大型集装箱船绑扎桥强度校核与结构优化

随着超大型集装箱船的发展,绑扎桥的结构设计越来越复杂。文章在21000TEU超大型集装箱船典型绑扎桥设计的基础上,利用ANSYS软件计算了绑扎桥结构的强度和刚度。通过研究不同浮态,装箱条件以及最大设计载荷条件下结构的总体应力和变形情况,分析了关键位置的应力集中现象。并用这些分析结果指导结构优化,为绑扎桥结构的分析及结构设计提供具指导意见。     

大型集装箱船绑扎桥结构优化设计

为有效降低大型集装箱船的空船重量,针对绑扎桥结构轻量化设计进行研究。以某14500TEU集装箱船为研究对象,根据船级社规范要求针对结构设计方案进行有限元计算分析,依次从剪力墙布置、立柱设置和局部尺寸优化等三个层次对原始方案进行优化设计。研究结果表明,优化方案在满足船级社规范要求、保证堆重指标的同时有效降低了绑扎桥的结构重量。本文的设计思路和优化方法可以为今后大型集装箱船绑扎桥的结构设计提供一定参考。     

Experimental and numerical investigation of lashing bridge and container stack dynamics using a scaled model test

Previously reported container losses were generally attributed to extremely violent motions of containerships due to adverse weather conditions. However, most existing specifications or standards adopted for containers and lashing equipment meet the requirement of static conditions. Hence, further researches on safer container shipping under heavy sea states are required. Consequently, an experimental study method is proposed to measure the dynamic response of 1/10 scaled lashing bridge and container stack. The scaled model of the lashing bridge is constructed based on the similarity theory. Based on two dimensionless numbers, Froude's number and Cauchy's number, eleven container scaled models are employed. A series of experiments with controlled parameters are performed using a three-degrees shaking table (roll, pitch, heave) to present sufficient data to verify the effectiveness of the numerical model. The results of experiments, numerical simulations and calculations of the VERISTAR procedure (developed according to the BV rule) are compared. This study aimed to explore the mechanical behavior of the lashing bridge and container stack under predetermined driving excitations (roll and pitch) which simulated heavy sea states. According to the results, the model can predict conditions similar to real situations of the lashing bridge and container stacks while storages on the weather deck.     

两种大型集装箱船绑扎桥结构强度的对比计算浅析

以大型集装箱船常见的剪力墙式绑扎桥和A型斜撑式绑扎桥为研究对象,基于通用大型有限元分析软件PATRAN/NASTRAN及CCS规范的相关要求,对两种绑扎桥的结构强度进行了对比计算分析。结果表明：两种型式的绑扎桥在结构强度方面相差不大,相比而言,剪力墙式绑扎桥略优于A型斜撑式。     

超大型集装箱船甲板最大堆重研究

德国劳氏船级社规范(GL-2013)对集装箱船尤其是超大型集装箱船的横向加速度系数计算进行了调整,大幅度提高了甲板上集装箱堆重。文章根据绑扎计算结果,将规范变化前后的横向加速度系数和最大堆重进行对比,以及对2层箱高绑扎桥和3层箱高绑扎桥的最大堆重进行对比。结果显示,随着规范的更新及绑扎点高度提高,集装箱甲板最大堆重显著增加,堆重分布更加优化合理,为今后超大型集装箱船甲板面堆重设计参数的合理选取提供了一定的参考。     

Evaluation of expected maximum values of forces acting on containers and lashing rods on a container ship

The appearance of a number of large container ships in the 8000 TEU range raises the importance of a plan for container lashing arrangements on deck in relation to the design of the ship. Therefore, it is expected that a new method for evaluating the lashing arrangements on deck will be introduced which is applicable regardless of the ship's size and the lashing pattern, instead of using the standards of several different societies, as happens at present. To evaluate the lashing arrangements on deck, the expected maximum values of the forces acting on the containers and lashing rods should be evaluated. This paper presents a new method of evaluating the container lashing arrangements on a container ship using an "acceleration ellipsoid." The applicability of the acceleration ellipsoid to an evaluation of the expected maximum values of the forces was examined by comparing the expected maximum values of the forces calculated by the long-term distribution calculation known as the "Fukuda method," to those calculated using the acceleration ellipsoid. By comparing these results, it was confirmed that the expected maximum values of the forces calculated using the acceleration ellipsoid were not less than those calculated through by the long-term distribution calculation. It is concluded that the acceleration ellipsoid can be used to evaluate the expected maximum values of the forces acting on containers and lashing rods. Received: December 14, 2000 / Accepted: March 22, 2001     

磴口黄河特大桥0号块空间应力分析研究

采用大型通用有限元软件MIADSFEA进行空间计算，以磴口黄河特大桥为工程实例进行研究。用三维有限单元法对连续梁桥0号块作分析，对施工中0号块在最大悬臂状态下和成桥阶段的应力作计算，计算出各阶段0号块的应力状态，为优化设计和改进施工方法提供依据。对运营节段0号块在最不利荷载组合作用下的应力作计算，计算出0号块的应力状态。     

三用工作船挡货栏杆结构设计与分析

诸多功能集于一身的三用工作船(Anchor Handing Tug Supply Vessel, 以下简称AHTS)在有限的甲板空间内既要保证载货面积,又要预留足够的人员通行和设备空间。挡货栏杆作为甲板上主要的结构件,其设计一直是个难点。本文以某AHTS为例,就挡货栏杆的立柱、顶梁、拦挡构件和设备基座等主要组成部分及其结构特性进行概述,并给出立柱受货物侧向压力和受绑扎件集中力的强度校核方案,为挡货栏杆的设计提供参考和借鉴。     

间隙对拼组式浮桥静态响应的影响分析

为了减小浮桥在通载状态下的结构内力及浮桥拼组拆卸的方便,拼组式浮桥通常在设计的时候就在舟节之间留有一定的连接间隙.在以往的分析中大多忽略了这种间隙对浮桥变形和受力的影响,而简单地将浮桥简化为连续或者铰接梁体系进行数值或者解析求解,这种方法并不能准确地给出桥节之间连接间隙的存在及其大小对浮桥静态响应的影响.本文以拼组式浮桥的连接间隙为研究对象,建立全桥分析的三维有限元模型,并用非线性单元的组合对浮桥连接件的力学特性进行有限元模拟,通过计算与试验结果的比较,表明了本文方法的正确性;在此基础上本文研究了浮桥在静载荷作用下的位移响应及不同位置的连接件内力与连接件间隙之间的关系,为此类浮桥的设计提供了必要的参考,并为其后续的动力分析提供了必要的理论依据.