DWT散貨船分段利用SPD建模流程分析案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u2771653000DWT散貨船分段利用SPD建模流程分析案例概述 144711.153000DWT散貨船基本信息 1265401.2201分段利用SPD（V4.6）建模流程 2160171.2.1分段概況 2277761.2.2新建工程 2197861.2.3坐標(biāo)定位面的確定與導(dǎo)入船體型線 391781.2.4新建圖冊(cè) 4192831.2.5分段定義范圍 5208911.2.6船體曲線的生成與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的復(fù)制 536121.2.7船體曲面建模 7231041.2.8平面板架建模 10250361.2.9肘板建模 17298051.2.10檢查與重算 191.153000DWT散貨船基本信息本次選題所給的資料為挪威船級(jí)社所設(shè)計(jì)，這艘船的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是所有的油艙均設(shè)置在機(jī)艙區(qū)域。貨艙區(qū)域全部為雙殼體、甲板貨艙蓋上允許裝貨。初步設(shè)計(jì)選用了SV型球艏，以此減小興波阻力，減少航行運(yùn)營(yíng)成本。采用了方形尾，增大了甲板面積，利于船舶在航行時(shí)裝載更多的貨物。此船為尾機(jī)型船舶，最大續(xù)航力為18000kn。貨艙設(shè)四臺(tái)甲板克令吊，每貨艙艙口帶折疊式液壓艙口蓋[7]。這種艙口蓋廣泛應(yīng)用于普通散貨船、多用途船、冷藏船、木材運(yùn)輸船及中小型散貨船[8]?？s短了靠港的時(shí)間，對(duì)不同的港口適應(yīng)性強(qiáng)。本船入挪威船級(jí)社（DNV）,采用CB標(biāo)準(zhǔn)、GB標(biāo)準(zhǔn)、ISO標(biāo)準(zhǔn)、CSQS質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建造，遵守DNV規(guī)范和在其監(jiān)督下進(jìn)行的設(shè)計(jì)與建造。本船其它詳細(xì)信息見表2-1。表2-153000DWT散貨船相關(guān)信息名稱數(shù)值總長(zhǎng)190.00垂線間長(zhǎng)183.05型寬32.26m型深17.50m設(shè)計(jì)吃水12.30m結(jié)構(gòu)吃水12.54m載重量53000DWT定員25服務(wù)航速14kn船級(jí)社DNV1.2201分段利用SPD（V4.6）建模流程1.2.1分段概況船舶機(jī)艙是船上裝置各種動(dòng)力設(shè)備和輔助設(shè)備的地方，是船舶的心臟[9]。201機(jī)艙分段是左右對(duì)稱的跨中分段。機(jī)艙分段線型比較復(fù)雜、變化大在設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮機(jī)艙分段的線型變化[10]。分段位于雙層底上方，有9000平臺(tái)與5600、6300平臺(tái)，該分段X方向上從FR10+200到FR18+200，Z方向上從2350到9150，Y方向上從-18100到18100。1.2.2新建工程1）首先雙擊桌面上的圖標(biāo)打開SPDV4.6軟件，左鍵點(diǎn)擊專業(yè)，在彈出來的菜單中選擇通用設(shè)計(jì)，然后點(diǎn)擊下方的交互建模選項(xiàng)。可見下圖2-1所示。圖2-1SPD主界面之后點(diǎn)擊，點(diǎn)擊本地服務(wù)器，鼠標(biāo)右擊彈出新建工程界面，點(diǎn)擊新建工程，創(chuàng)建一個(gè)屬于自己分段的工程，輸入自己的學(xué)號(hào)為工程代號(hào)并把工程名稱輸入為53000DWT散貨船，點(diǎn)擊新建即可創(chuàng)建自己的工程?？梢娤聢D2-2。圖2-2新建工程2）打開新建工程,單擊LNG進(jìn)入SPD操作界面，SPD是基于CAD的基礎(chǔ)之上開發(fā)而來的，打開之后與CAD相比右側(cè)多了SPD系統(tǒng)的工具欄，打開自己的工程，具體詳情可見圖2-3。圖2-3打開新建工程1.2.3坐標(biāo)定位面的確定與導(dǎo)入船體型線點(diǎn)擊坐標(biāo)定位面選項(xiàng)，在53000DWT散貨船的201分段CAD圖紙中測(cè)量肋距、縱骨寬度、縱骨高度、甲板梁拱等數(shù)據(jù)，依次輸入，依次單擊肋號(hào)定位、寬度定位、高度定位，對(duì)船的肋距、縱骨寬度、縱骨高度定位，以及對(duì)梁拱定義；之后點(diǎn)擊獲取線型文件選項(xiàng)，導(dǎo)入老師提供的53000DWT相關(guān)線型文件，此文件為壓縮包形式，通過解壓得到bline、frame、wline三個(gè)型線文件，點(diǎn)擊獲取型線文件，此時(shí)導(dǎo)入任意其中一個(gè)型線文件都行。具體數(shù)據(jù)見下圖2-4。圖2-4船體基本信息1.2.4新建圖冊(cè)通過點(diǎn)擊圖冊(cè)管理，彈出的窗口新建一個(gè)201分段的圖冊(cè)，科室名稱選擇船體，之后點(diǎn)擊，專業(yè)名稱選擇船體并輸入通過CAD測(cè)量的數(shù)據(jù)去定義201分段的模型范圍，具體數(shù)據(jù)見圖2-5。將模型加入圖冊(cè)，設(shè)置狀態(tài)置為當(dāng)前，點(diǎn)擊確定。要注意圖冊(cè)范圍通常要大于模型范圍。圖形文件管理具體操作可見圖2-5所示。模型加入圖冊(cè)見圖2-6。圖2-5圖冊(cè)與模型范圍數(shù)據(jù)圖2-6添加圖冊(cè)1.2.5分段定義范圍返回主界面，先點(diǎn)擊設(shè)計(jì)管理，打開自己的工程。點(diǎn)擊公共數(shù)據(jù)下的子菜單的船體分段圖標(biāo)，在右側(cè)輸入欄輸入該分段定義數(shù)據(jù)，定義該分段。操作窗口以及數(shù)據(jù)可見圖2-7。圖2-7分段定義范圍1.2.6船體曲線的生成與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的復(fù)制（1）生成船體基本曲線：點(diǎn)擊船體設(shè)置按鈕，使用其二級(jí)子菜單里面的的基本曲線，即可生成1D甲板曲線以及SHELL船體曲線，由于本分段的范圍為高度2150到9150，不需生成1D甲板曲線。生成SHELL船體曲線需要在彈出的窗口中勾選生成X向基本曲線和生成Y向基本曲線以及Z向基本曲線三個(gè)選項(xiàng)，點(diǎn)擊確定就可以在SPD中生成船體曲線。有所不同的是生成甲板曲線只需勾選X和Y選項(xiàng)，無需勾選Z選項(xiàng)。在這之后使用刷新模型這個(gè)功能，在左側(cè)的加入對(duì)象中選擇加入指定范圍內(nèi)的所有對(duì)象，之后點(diǎn)刷新模型，則可在圖冊(cè)中生成我們所需要的船體基本曲線。創(chuàng)建過程可見圖2-8。生成的船體曲線可見圖2-9。圖2-8生成船體曲線圖2-9生成的船體曲線（2）船體標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的復(fù)制：點(diǎn)二級(jí)子菜單中的船體標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置按鈕，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的復(fù)制，做好提前準(zhǔn)備。窗口可見圖2-10。圖2-10標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的復(fù)制1.2.7船體曲面建模1）外板建模：在船體曲面建模的之前需要使用刷新模型命令將需要的船體曲線剔除。建立外板時(shí)我們應(yīng)先生成曲面板縫，在提供的53000DWT散貨船的CAD圖紙中找到外板展開圖，根據(jù)分段劃分圖劃分范圍確定SHELL上板縫線的定位數(shù)據(jù)。在SPD中，使用曲面板架菜單中的曲面板縫去生成板縫，板縫分為端縫和縱縫。以外板上的縱縫ST1,端縫FR10為例。輸入板縫名稱ST1，板縫類型選擇端縫，對(duì)稱性左右對(duì)稱，所在曲面選SHELL，點(diǎn)擊平面截交線，平面定義選擇主平面輸入FR10，點(diǎn)擊確定。詳情見圖2-11。圖2-11船體板縫建立2）建立外板板架：通過之前的步驟得到外板的所有板縫之后，點(diǎn)擊創(chuàng)建曲面板命令，點(diǎn)獲取板縫從尾到首依次選擇四條板縫，輸入零件編碼SS2A，選擇左右對(duì)稱，材料為A，由圖紙得型材厚度為15并輸入，點(diǎn)擊確定。詳情見圖2-12。圖2-12船體外板的建立3）建立曲面板：根據(jù)讀圖可知，此曲面板比較特殊，由于圖紙不是每一個(gè)肋位都有橫剖圖，所以板縫無法直接獲取，所以采用插值法，將已知的數(shù)據(jù)用CAD測(cè)量出來，用樣條點(diǎn)列去建立一條曲線，這個(gè)曲面板的一條板縫就用這條曲線進(jìn)行偏移建立。第二條和第三條邊界同樣采用先在CAD圖紙進(jìn)行測(cè)量，然后建立船體曲線的方法。曲面板的板縫都建立成功之后同樣采用創(chuàng)建曲面板的命令，彈出窗口選中201分段，輸入曲面板的命名；遵循零件編碼規(guī)則，輸入編碼SS2A，選擇所在曲面SHELL和根據(jù)圖紙資料材料牌號(hào)選取A，輸入板厚10。所在曲面為SHELL，對(duì)稱性選左右對(duì)稱，點(diǎn)獲取板縫，從尾到首順時(shí)針選取剛剛建立四條板縫，點(diǎn)擊確定生成曲面板。圖2-13為曲面板SS1A和SS2A建立的窗口。曲面板建模效果見圖2-14。圖2-13曲面板的建立圖2-14曲面板建模效果4）曲面板開內(nèi)孔：讀圖可知在201分段的折面上的曲面板上開有曲面內(nèi)孔，使用CAD測(cè)量命令量出其定位數(shù)據(jù)X與Y，見圖3-12。由于有圓孔和腰圓孔，測(cè)量它們的尺寸，點(diǎn)擊曲面板架中的曲面內(nèi)孔標(biāo)識(shí)，例如輸入腰圓孔的類型尺寸HO600*400，定位點(diǎn)為FR10+400，350，0，垂直方向輸入0，0，1，起始方向輸入0，1，0，對(duì)稱性根據(jù)孔是左右對(duì)稱還是僅右來選澤，依次在曲面板內(nèi)孔定義中輸入數(shù)據(jù)。在開孔的曲面板列表中點(diǎn)擊添加，之后進(jìn)入SPD模型視圖選擇此塊兒曲面板，點(diǎn)擊確定。此時(shí)模型中的曲面板沒有出現(xiàn)開孔，這時(shí)點(diǎn)擊檢查與重算，將內(nèi)孔進(jìn)行重算。重算之后的曲面板就開好了曲面內(nèi)孔。詳情見圖2-15。圖2-15曲面板的內(nèi)孔效果展示1.2.8平面板架建模1）平面板架建模流程：平面板架建模首先需要對(duì)平面板架定位面進(jìn)行定位，將平面板架進(jìn)行邊界定義以此確定其邊界。創(chuàng)建平面板架之后，要將其進(jìn)行定義，使用板零件命令，按照CAD的數(shù)據(jù)對(duì)板厚、材質(zhì)等進(jìn)行定義。如果此塊板是由多塊板組成的，那么需要測(cè)量板縫的定位尺寸，進(jìn)行添加板縫。之后對(duì)每一個(gè)板零件進(jìn)行板的定義。在此之上根據(jù)圖紙，將平面板架上的內(nèi)孔、邊界孔、貫穿孔依次開好。之后便可將扶強(qiáng)材以及面板建在平面板上。2）FR11的平面板架建模：以FR11為例，從FR12到FR18每一站的建模大體類似。（1）在CAD圖紙上可知該板架邊界比較復(fù)雜，而且不好定義所以決定建立三個(gè)板架將其建立出來。在CAD圖紙上量出所需的邊界尺寸，利用板架屬性命令將這三個(gè)板架建立出來，之后利用邊界定義命令，輸入各條邊界，之后對(duì)其進(jìn)行板零件的定義，輸入件號(hào)，選擇厚度。先建第一塊板，輸入其四條邊界依次為Y=0、Z=5600、SHELL、Z=9000將板的邊界定義完畢，點(diǎn)擊板縫命令輸入板縫定義線段Z=6300。板零件的定義。板零件1選擇厚度朝向艏，厚度為10，材質(zhì)選為A，定位點(diǎn)坐標(biāo)輸入Y=1800,Z=7500。板零件2選擇厚度朝向艏，厚度為18，材質(zhì)選為A，定位點(diǎn)坐標(biāo)輸入Y=500,Z=5700。內(nèi)孔輸入從CAD圖紙上測(cè)量的類型尺寸，是否對(duì)稱，并輸入定位坐標(biāo)。內(nèi)孔詳細(xì)數(shù)據(jù)見圖2-16。根據(jù)要求開邊界孔。分別在4號(hào)邊界、3號(hào)邊界開半徑為50和100的邊界孔。定位尺寸均為Y=5600。圖2-16FR11內(nèi)孔數(shù)據(jù)（2）點(diǎn)擊扶強(qiáng)材命令，輸入每個(gè)扶強(qiáng)材的型材規(guī)格、定位描述、起始端平面與終止端平面的定位尺寸，選擇端部連接方式以及正確的端部形式。（3）第二塊板由于邊界是曲線比較特殊，所以使用平面曲線的命令在該肋位上建立平面曲線，輸入Z=0,M1=4947，輸入曲線起點(diǎn)547，4947，曲線終點(diǎn)534，4947建立第一條曲線，輸入Z=0,M1=5197，R=300,輸入曲線起點(diǎn)534，4947，曲線終點(diǎn)238，5197建立第二條曲線，輸入Z=0,M1=5197，輸入曲線起點(diǎn)238，5197，曲線終點(diǎn)0，5197建立第三條曲線，此后在邊界定義時(shí)輸入YZ=472,5600,547,4947，Z=5600，Y=0后，緊接著按照邊界的順序剛才建立的三條曲線，將這塊肘板的邊界定義完成。然后定義板的厚度為10，材質(zhì)為A。平面曲線的建立見圖2-17。圖2-17建立平面曲線（4）第三個(gè)板輸入由圖紙測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行板的邊界定義，邊界描述輸入SHELL,Z=5600,YZ=476,5600,864,2150,Z=2150就可以得到該板架，然后對(duì)其進(jìn)行板零件的定義，點(diǎn)擊命令建立面板，在彈出的窗口中選擇型材規(guī)格、材質(zhì)，定位描述選擇沿邊界定義，輸入連接方式和端部形式，詳情見圖2-18。圖2-18面板定義（5）由于從FR11到FR13站的橫剖面圖只給了FR11的，所以后面的站都依照FR11站的建模方法進(jìn)行建模。FR11肋位的建模效果展示見圖2-19。圖2-19FR11建模效果展示3）典型9000平臺(tái)板架的建模。以9000平臺(tái)為例，2150平臺(tái)、5600平臺(tái)、6300平臺(tái)同理進(jìn)行建模。（1）了解該平臺(tái)的CAD圖紙，測(cè)量量取得到建模所需的所有尺寸及定位數(shù)據(jù)。（2）建板架。板架屬性名稱為9000Z，定位面類為Z平面，輸入Z值：9000,構(gòu)架面：系統(tǒng)決定，對(duì)稱性：左右對(duì)稱，類型：常規(guī)，點(diǎn)擊確定按鈕完成。（3）邊界定義，由于FR18站靠近主機(jī)位置所以會(huì)有曲線部分，和FR11同樣采用建立平面曲線的方式去建立邊界，詳情見圖2-20。圖2-209000平臺(tái)邊界定義（4）看CAD圖可以知道該板架由兩塊板拼接而成，所以需要加一條平面板架板縫，輸入Y=5570，添加板縫。（5）零件定義。選取向上為板厚朝向，第一塊板DK4-P2,厚度選為11，材質(zhì)為A，定位坐標(biāo)為（X=FR12+650，Y=5600）；第二塊板DK4-P1,厚度為10，材質(zhì)也為A，定位坐標(biāo)為（X=FR12+355，Y=3500）。（6）在其下方附上扶強(qiáng)材，根據(jù)圖紙可知其型材規(guī)格為球扁鋼BP180*10,定位描述輸入X=FR15,起始端輸入Y=1860，終止端輸入Y=-1860，兩端都選端部連接方式為4，端部形式為2100。詳情見圖2-21。圖2-21扶強(qiáng)材具體定義（7）最終生成的9000平臺(tái)的建模效果可以見圖2-22。圖2-229000平臺(tái)建模效果4）典型縱艙壁建模。此處以CL中縱剖面的縱艙壁為例。（1）讀結(jié)構(gòu)圖中CL的圖紙，從圖中可得該板架上的構(gòu)件相關(guān)尺寸及定位數(shù)據(jù)，此板架我將其分為前后兩段，利用平面板架分別進(jìn)行建模。（2）第一個(gè)平面板架為CL，定位面類型選擇Y平面，定位坐標(biāo)選Y=0，構(gòu)件類型取為常規(guī)類型，點(diǎn)確定將板架生成。之后對(duì)該板架進(jìn)行邊界定義，輸入X=FR14,Z=9000,X=FR10,Z=5600四條邊界，根據(jù)圖紙得到的該板架的厚度為20.0，由圖紙可知該板架的范圍從FR10到FR14并且每一個(gè)肋位都會(huì)有一條板縫，于是在板縫命令下，添加3條板縫，輸入X=FR11,X=FR12,X=FR13生成四個(gè)板零件，點(diǎn)擊板零件定義命令，對(duì)這四塊板進(jìn)行板零件的定義，選擇厚度均為20、材質(zhì)為A、輸入定位坐標(biāo)X=FR10+400,Z=6400,X=FR11+400,Z=6400,X=FR12+400,Z=6400,X=FR13+400,Z=6400。（3）由CAD知，此板架有很多內(nèi)孔與邊界孔，于是利用平面板架開內(nèi)孔命令，與邊界孔命令，將每一個(gè)板零件上的內(nèi)孔開出來，將板零件與板零件之間的邊界孔開出來。當(dāng)所有的要素都在SPD中定義完畢后，將此板架進(jìn)行重算，要保證重算沒有問題。（4）第二個(gè)板架由于有9000平臺(tái)上的兩根扶強(qiáng)材穿過，所以有兩個(gè)貫穿孔。在此板的下方附著了一個(gè)兩端削斜的扁鋼，此平面板與扁鋼組成了一個(gè)T型材，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)。（5）對(duì)其輸入邊界、板厚材質(zhì)，使用面板命令建立一個(gè)面板，選擇正確的端部缺口形式，輸入正確的兩端余量。由圖紙得到貫穿孔的數(shù)據(jù)，將平面板架選擇到9000平臺(tái)，使用貫穿孔命令，根據(jù)SPD的提示進(jìn)行型材的選擇，開貫穿孔，因?yàn)檫@兩個(gè)貫穿孔是沒有補(bǔ)板的，所以補(bǔ)板類型選擇無補(bǔ)板。貫穿孔詳細(xì)數(shù)據(jù)見圖2-23。圖2-23貫穿孔定義（5）中縱剖面的所有要素全部定義之后，使用三維模型對(duì)其進(jìn)行瀏覽。效果展示如圖2-24。圖2-24中縱艙壁建模效果圖（6）其它的縱艙壁和中縱艙壁建模的流程大體上相同。1.2.9肘板建模1）肘板是船體結(jié)構(gòu)中數(shù)量最多的一種構(gòu)件。肘板是廣泛采用的連接形式，當(dāng)把所有的平面板架與曲面板建模完成之后，基本上所有的構(gòu)件都已創(chuàng)建完成，只剩下肘板。2）對(duì)圖紙進(jìn)行充分了解之后，將肘板的建立按照肘板的類型分為四個(gè)部分。FR11到FR13的肘板的數(shù)量規(guī)格和位置相同所以歸為一組，F(xiàn)R15與FR16的肘板數(shù)量規(guī)格位置相同歸為一類，F(xiàn)R14單獨(dú)為一組。FR17與FR18的肘板規(guī)格位置相同歸為一類。3）通過學(xué)習(xí)熟悉肘板的命令，開始分組對(duì)肘板進(jìn)行建模