[发明专利]基于三维模型的船体结构重量统计方法

说明书

本发明涉及一种基于三维模型的船体结构重量统计方法，先将所有结构设计件模型进行布尔运算合并，获得全船整体模型；然后根据计算要求设定纵向切割间隔，将全船整体模型沿纵向切割为分段，再依次输出每个分隔段的结构重量载荷分布值并统计全船结构重量分布即可。本发明方法可以实现全计算机操作，提高统计速度；重量载荷分割间距可以根据需要进行设置(按原来的按站位分隔或更小分隔单元)，大幅提升了计算精度；另外，利用已有CATIA物理模型进行操作，省去了重新建模的工作量。使用本发明，可使设计人员从大量繁琐的设计、建模工作中解脱出来，提高工作效率，为船舶总振动计算精细化计算提供了更为高效的数据支撑。

技术领域

本发明涉及船舶结构设计技术领域，具体涉及一种基于三维模型进行船体结构重量统计方法。

背景技术

船体总振动计算是确保船舶安全性的重要工作项目。而载荷重量统计是船体总振动计算的计算输入要素之一。其中，全船的载荷占比最大的是结构重量载荷，其统计工作量也最大，具体涉及到数十份结构图纸。如果能够快速准确的计算结构重量统计，将对全船载荷分布的计算效率和精度带来极大的提升。

过去为了计算结构的重量载荷分布，先需要设计人员依据设计图纸对上万个零件进行手动统计，再将结构件的重量沿其纵向的分布区间进行均摊来获得重量分布。为减少劳动强度，部分间隔取得会比较大，一般都是按站位进行，累加得到全船的结构重量载荷分布。由于全流程为手动计算，整个过程耗时费力而且容易遗漏。也有一些设计人员使用有限元方法对全船结构作分析，可得到较准确的船体结构重量载荷分布，但这些方法需要重新建立船体CAE有限元模型，其工作量非常大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种基于三维模型的船体结构重量统计方法，它基于已经建好的船舶结构三维设计模型进行船体结构重量载荷分布计算，能够快速、准确提取船体结构重量信息，为总振动等船体计算提供数据。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种基于三维模型的船体结构重量统计方法，该统计方法包括以下步骤：

S1、建立船体结构布尔合并整体模型：调用已完成三维模型结构设计的“船体结构设计模型”为数据源，通过批量布尔运算，合并建立“船体结构布尔合并整体模型”；

“船体结构设计模型”包括全船实体结构模型，包括舱室平台、甲板、舷侧结构、内部液舱结构、围壁结构等。使用批量布尔运算操作，对模型中的板结构、加强筋、支柱、肘板等结构件中实体部分做合并，其合并结构即为“船体结构布尔合并整体模型”。

S2、按计算需求设定分隔面：在三维模型中设定Plane.1和Plane.2，设置Plane.1为求取目标重量分布载荷位置的切割平面，设置Plane.2与Plane.1之间的距离为该段模型的分割间距。

S3、切割形成给定纵向位置船体剖面表征模型：

定义Plane.1和Plane.2为前后切割面，将“船体结构布尔合并整体模型”切割为一个分隔段，为该段截面船体剖面表征模型。

S4、计算该分隔段的重量分布：测量该船体剖面表征模型的体积及重心位置，以测得的体积乘以材料密度即得该分段载荷值，结合该段的重心位置，可得该分段的重量分布。

S5、统计全船体结构重量分布：重复步骤S2-S4，按计算需求将全船沿船长方向分隔成段，并依次输出各分隔段的部分载荷值，汇总统计可得到全船重量分布。

上述方案中，所述步骤S2中Plane.2与Plane.1之间的分割间距根据计算精度的要求选取，分割间距越小，计算结果精度越高。

本发明的有益效果在于：