基于图形的舰船结构设计计算研究

论文摘要

目前国内舰船初步设计仍普遍采用二维平面设计方法,即使用船体制图方法中所规定的线型与规则来表述船体结构。作为沿用了多年的设计手段,二维平面设计方法具有建模速度快、使用方便、输入效率高的优点,尤其在详细设计阶段之前,其相对三维建模方式有明显的优势,仍将在较长一段时间里面作为船舶初步设计阶段的主要设计手段。然而二维模型的缺点也相当明显:模型不直观、包含的可用信息少、不能直接用于各种舰船设计计算等。如各种相似形式的构件和开孔的绘制,以及重量重心统计和材料汇总、横剖面模数计算等重复绘图和统计计算等大量存在于舰船设计之中。为了降低设计人员的工作强度,提高舰船结构设计的效率和质量,有必要研究直接在二维CAD舰船结构图形之上,通过研究各种结构设计计算方法的差异,运用舰船结构设计计算方法,快速实现结构信息的获取和快速完成结构计算的方法。为此,作者阅读国内外舰船结构设计的相关文献和有关资料,对比国内外舰船设计相关同类软件的原理和各自的特色及优缺点,自学了AutoCAD模型的内部数据结构、外部数据接口及ActiveX技术的使用,利用实际工作中积累的舰船设计经验,并运用在研究生学习期间学习掌握的包括软件系统的整体架构、数据库模型设计和软件系统测试技术等在内的软件系统开发知识,最终开发了一套基于AutoCAD的二维图形,用于船体横剖面模数计算的程序。本文主要从数学模型、数据库架构和交互方式设计三个方面,阐述了应用Visual Basic对AutoCAD进行船舶设计软件的二次开发时,遇到的一些问题及其解决方案。主要解决的问题有:1.研究AutoCAD软件的内部数据结构和外部数据接口及其使用特点,通过对二维舰船结构模型的补充定义,实现从二维图形对舰船结构的信息获取;2.结合结构计算方法和二维模型特点,创建包含足够舰船结构信息、最少的信息冗余并能高效查询和统计计算的关系型数据库,用以正确保存舰船结构的完整详细信息,准确实现不同要求的计算和统计汇总。3.结合已知的舰船信息,按照舰船结构理论,使程序做出一定的研判并且给出错误信息提示,尽可能保证使用者的输入数据的正确性。结合设计人员的设计习惯和二维模型的使用特点,采用批量作业模式,尽可能提高数据输入的效率,同时还可以生成模式化结果输出,辅助使用者完成计算报告。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 绪论
• 2. 需求分析
• 3. 开发平台
• 4. 数学模型
• 4.1 直线
• 4.2 多段线
• 4.3 圆（圈）
• 4.4 圆弧
• 4.5 平面区域
• 4.5.1 面域的面积
• 4.5.2 面域的形心
• 5. 数据库架构
• 5.1 数据库平台
• 5.2 通用型材数据库
• 5.3 项目数据库
• 5.3.1 项目信息表
• 5.3.2 构件信息表
• 5.3.3 计算结果表
• 6. 交互方式
• 6.1 程序界面
• 6.2 数据库与图形文件的关联
• 6.3 选择构件
• 6.3.1 点的选择
• 6.3.2 图元的选择
• 6.3.3 平面区域的选择
• 6.4 编辑剖面
• 6.4.1 新建剖面
• 6.4.2 删除剖面
• 6.4.3 增加构件定义
• 6.4.4 删除构件定义
• 6.4.5 修改构件定义
• 6.4.6 构件序号
• 6.5 结果显示
• 6.6 编辑型材库
• 6.7 使用帮助
• 7. 结束语
• 参考文献
• 附录1 部分程序
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录