專利名稱：造船過程中風(fēng)管支架及其連接件的設(shè)計實施方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在造船過程中風(fēng)管支架的設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
在船舶建造中，風(fēng)管分為螺旋風(fēng)管和方風(fēng)管，相應(yīng)的風(fēng)管支架分為螺旋風(fēng) 管支架和方風(fēng)管支架，緊固件分別對應(yīng)卡環(huán)和抱箍，此外為了實現(xiàn)裝配配備螺 栓螺母。其中螺栓螺母是標準件。在目前計算機輔助設(shè)計領(lǐng)域，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè) 計，沒有專門的風(fēng)管支架建模工具，設(shè)計人員通過手工方式逐個建立，而且卡 環(huán)、抱箍由于多樣性因而不建模，導(dǎo)致后續(xù)出圖及材料統(tǒng)計基本通過人為計算， 效率低、容易出錯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種造船領(lǐng)域風(fēng)管支架便于設(shè)計人員實現(xiàn)的設(shè)計方法。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明 一種造船過程中風(fēng)管支架及其連接件的設(shè)計實 施方法，首先，建立風(fēng)管支架及其連接件的模型數(shù)據(jù)庫，包括螺旋風(fēng)管、方風(fēng)
管、螺旋風(fēng)管支架和方風(fēng)管支架兩大類，以及連接卡環(huán)、抱箍模型；所述卡環(huán) 配用于所述螺旋風(fēng)管支架，所述抱箍配用于所述方風(fēng)管支架；此外，還包括如 下步驟l)根據(jù)所述螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型在待造船體的位置，確定螺旋 風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型在船體結(jié)構(gòu)中的坐標，并根據(jù)坐標和所述螺旋風(fēng)管模型、 方風(fēng)管模型的重心確定所述螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型在船體結(jié)構(gòu)上的走向；2) 依照船體結(jié)構(gòu)上的走向，將螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型、螺旋風(fēng)管支架模型和方風(fēng)管支架模型，以及連接卡環(huán)模型、抱箍模型設(shè)計到船體結(jié)構(gòu)中；其規(guī)則為為 了確定所述螺旋風(fēng)管支架和方風(fēng)管支架自身角鋼開口方向，需要先獲取角鋼開 口朝向位置點，以所述螺旋風(fēng)管模型或所述方風(fēng)管模型長度方向上的中心線為 旋轉(zhuǎn)軸將所述螺旋風(fēng)管模型或所述方風(fēng)管模型旋轉(zhuǎn)至所述位置點，并因此確定 所述螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型、螺旋風(fēng)管支架模型和方風(fēng)管支架模型以及連 接卡環(huán)模型、抱箍模型在船體結(jié)構(gòu)中的位置。
上述造船過程中風(fēng)管支架及其連接件的設(shè)計實施方法，步驟1中，螺旋風(fēng) 管模型、方風(fēng)管模型在船體結(jié)構(gòu)中的坐標為船體結(jié)構(gòu)上的三維坐標。
本發(fā)明可以針對不同類型風(fēng)管支架及卡環(huán)、抱箍，獲得最佳建模效果。從 而提高造船設(shè)計階段的效率，為后續(xù)的造船操作打下良好基礎(chǔ)。


圖l是螺旋風(fēng)管支架及其連接件模型示意圖； 圖2是方風(fēng)管支架及其連接件示意圖； 圖3是方風(fēng)管支架建模示意圖4是船體結(jié)構(gòu)上局部位置風(fēng)管支架及連接件的設(shè)計效杲結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
參考附圖1-4說明本發(fā)明一種實現(xiàn)風(fēng)管支架及其連接件在船體結(jié)構(gòu)上自動設(shè)
計、建^f莫的方法。該方法可以逐一細化成以下實施步驟
(l)實現(xiàn)不同種類、不同類型支架模型的建立，并形成模型數(shù)據(jù)庫
風(fēng)管支架模型包括螺旋風(fēng)管支架模型和方風(fēng)管支架模型兩大種類。螺旋風(fēng)管
支架隨著風(fēng)管口徑的不同，在規(guī)格、材質(zhì)、角鋼方向、墊片選取和是否端切上有變化，外形基本一致；而方風(fēng)管支架類型較多，有十幾種，相應(yīng)的抱箍材質(zhì) 隨著方風(fēng)管口徑的變大也需要更改；設(shè)計初期，無需涉及支架及其連接件的安 裝，所以支架高度及其連接件走向均設(shè)置為三維坐標下的某一方向，如笛卡爾 坐標系下的+ Z向。將高度、材質(zhì)、塾片選取、起點坐標、走向、是否端切、模 型顏色等作為參數(shù)，實現(xiàn)不同支架的設(shè)計要求。
(2) 將連接件卡環(huán)、抱箍參數(shù)化建模
所述卡環(huán)配用于所述螺旋風(fēng)管支架，所述抱箍配用于所述方風(fēng)管支架。如圖 l所示，卡環(huán)模型2對應(yīng)螺旋風(fēng)管支架模型1,根據(jù)螺旋風(fēng)管模型的管徑繪制出 卡環(huán)2的輪廓，形成立體圖存儲于模型庫中，然后在部件庫中建立與該卡環(huán)模 型相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)部件，完成一種規(guī)格卡環(huán)的設(shè)計建模。如圖2所示，抱箍模型4 對應(yīng)方風(fēng)管支架模型3，根據(jù)方風(fēng)管規(guī)格，從相關(guān)屬性文件中獲取對應(yīng)抱箍的寬、 高、材質(zhì)、類型等屬性值，并作為參數(shù)實現(xiàn)不同規(guī)格抱箍建模。
(3) 獲取必要的支架建模信息和安裝信息，在船體結(jié)構(gòu)上設(shè)置支架模型'. 在各種類型支架、抱箍、卡環(huán)模型參數(shù)化實現(xiàn)后，需要在全船坐標系中實現(xiàn)
對風(fēng)管支架及其連接件的建模、安裝，這期間要獲取足夠的建模安裝信息，如 圖3所示
a. 拾取船體結(jié)構(gòu)上的二維坐標點，同時獲取船體結(jié)構(gòu)的屬性，將二維坐標點 轉(zhuǎn)換成全船坐標系的三維坐標點，獲取重心及坐標轉(zhuǎn)換矩陣；由三維坐標點與 坐標轉(zhuǎn)換矩陣計算出相對準確的船體結(jié)構(gòu)上的坐標Ph;用坐標ph與重心確定船 體結(jié)構(gòu)6的走向HullDir;
b. 選取風(fēng)管，獲取風(fēng)管部件連接矢量Vconn,指示并獲取支架安裝位置在風(fēng) 管中心線上的坐標Cloc，將坐標Cloc與船體坐標ph依照船體結(jié)構(gòu)走向HullDir， 計算得到才莫型^各線route矢量和i走轉(zhuǎn)方向rotation矢量；c.確定支架自身角鋼開口方向FlangeDir:需要先獲取角鋼開口朝向的大致 點的位置(開口處的角鋼如圖3所示表示螺旋風(fēng)管或方風(fēng)管端部的開口 )，由該 點位置與風(fēng)管中心線坐標Cloc及船體結(jié)構(gòu)走向HullDir,風(fēng)管部件連接矢量 Vconn來確定支架旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)軸及安裝位置；即以所述螺旋風(fēng)管模型或所 述方風(fēng)管模型長度方向上的中心線為旋轉(zhuǎn)軸將所述螺旋風(fēng)管模型或所述方風(fēng)管 模型旋轉(zhuǎn)至所述位置點，并因此確定所述螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型、螺旋風(fēng)管 支架模型和方風(fēng)管支架模型以及連接卡環(huán)模型、抱箍模型在船體結(jié)構(gòu)中的位置。
此外，本發(fā)明針對不同類型風(fēng)管支架及卡環(huán)、抱箍，在實際建模時在獲取上 述主要參數(shù)后，還要根據(jù)自身特點適當(dāng)調(diào)正參數(shù)，獲得最佳建模效果。而上文 所說的
綜上，本發(fā)明涉及一種基于船舶設(shè)計軟件平臺的風(fēng)管支架及其連接件的設(shè)計 方法。該方法通過提取風(fēng)管屬性、船體結(jié)構(gòu)信息，獲得當(dāng)前坐標系、支架的坐 標位置及相關(guān)矢量方向，通過計算得到緊固件的位置、類型和規(guī)格，完成風(fēng)管 支架及連接件的建立。
本發(fā)明為實現(xiàn)風(fēng)管支架及其連接件的自動建模及安裝，利用自動設(shè)計方法， 在計算機輔助設(shè)計軟件系統(tǒng)中按下述步驟逐步實現(xiàn)首先在船體結(jié)構(gòu)背景下，
確定需要建立支架的風(fēng)管、船體結(jié)構(gòu)。其次獲取風(fēng)管的類型及規(guī)格，從而確定 出支架及連接件類型及規(guī)格，同時提取風(fēng)管中心的坐標及風(fēng)管走向；獲取船體 結(jié)構(gòu)的類型，得到船體結(jié)構(gòu)上的3D點，確定其方向；通過兩個坐標計算出支架 高度，根據(jù)高度確定采用何種材質(zhì)及是否加強；通過風(fēng)管走向及船體結(jié)構(gòu)走向， 確定支架走向。最后，確定支架位置坐標，材質(zhì)的朝向，計算得到路線矢量方 向、旋轉(zhuǎn)矢量，根據(jù)風(fēng)管類型、規(guī)格、模型路線route矢量、旋轉(zhuǎn)方向rotation 矢量、位置坐標對風(fēng)管支架及其連接件卡環(huán)或抱箍建模，同時將每一規(guī)格的卡
6環(huán)模型存入模型數(shù)據(jù)庫中供后續(xù)螺旋風(fēng)管建模使用，抱箍與方風(fēng)管支架作為一 體存入庫中。
權(quán)利要求
1、一種造船過程中風(fēng)管支架及其連接件的設(shè)計實施方法，其特征在于，首先，建立風(fēng)管支架及其連接件的模型數(shù)據(jù)庫，包括螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型、螺旋風(fēng)管支架模型和方風(fēng)管支架模型兩大類，以及連接卡環(huán)、抱箍模型；所述卡環(huán)配用于所述螺旋風(fēng)管支架，所述抱箍配用于所述方風(fēng)管支架；此外，還包括如下步驟S1根據(jù)所述螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型在待造船體的位置，確定螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型在船體結(jié)構(gòu)中的坐標，并根據(jù)坐標和所述螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型的重心確定所述螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型在船體結(jié)構(gòu)上的走向；S2依照船體結(jié)構(gòu)上的走向，將螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型、螺旋風(fēng)管支架模型和方風(fēng)管支架模型，以及連接卡環(huán)模型、抱箍模型設(shè)計到船體結(jié)構(gòu)中；其規(guī)則為為了確定所述螺旋風(fēng)管支架和方風(fēng)管支架自身角鋼開口方向，需要先獲取角鋼開口朝向位置點，以所述螺旋風(fēng)管模型或所述方風(fēng)管模型長度方向上的中心線為旋轉(zhuǎn)軸將所述螺旋風(fēng)管模型或所述方風(fēng)管模型旋轉(zhuǎn)至所述位置點，并因此確定所述螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型、螺旋風(fēng)管支架模型和方風(fēng)管支架模型以及連接卡環(huán)模型、抱箍模型在船體結(jié)構(gòu)中的位置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述造船過程中風(fēng)管支架及其連接件的設(shè)計實施方法， 其特征在于，步驟S1中，所述螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型在船體結(jié)構(gòu)中的坐標 為船體結(jié)構(gòu)上的三維坐標。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種造船過程中風(fēng)管支架及其連接件的設(shè)計實施方法，首先，建立風(fēng)管支架及其連接件的模型數(shù)據(jù)庫；此外，還包括如下步驟根據(jù)螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型在待造船體的位置，確定螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型在船體結(jié)構(gòu)中的坐標，并根據(jù)坐標和螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型的重心確定螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型在船體結(jié)構(gòu)上的走向；以及依照船體結(jié)構(gòu)上的走向，將螺旋風(fēng)管模型、方風(fēng)管模型、螺旋風(fēng)管支架模型和方風(fēng)管支架模型以及連接卡環(huán)模型、抱箍模型設(shè)計到船體結(jié)構(gòu)中。本發(fā)明可以針對不同類型風(fēng)管支架及卡環(huán)、抱箍，獲得最佳建模效果。從而提高造船設(shè)計階段的效率，為后續(xù)的造船操作打下良好基礎(chǔ)。
文檔編號B63B9/00GK101423106SQ200810229120
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者峻 崔, 光 楊, 進 艾, 鄧春暉, 映 陳, 顏麗琳, 馬延德 申請人:大連船舶重工集團有限公司