TRIBON M3支柱及壓筋的建模

李毅王康寧

（上海船舶研究設(shè)計(jì)院，上海201203）

TRIBON M3支柱及壓筋的建模

李毅王康寧

（上海船舶研究設(shè)計(jì)院，上海201203）

TRIBON M3軟件是一種船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)專用軟件，闡述了TRIBON M3船體建模中的支柱和鋼板壓筋兩個(gè)非常實(shí)用的特殊建模功能。詳細(xì)介紹了這兩個(gè)功能的具體建模步驟，對(duì)參數(shù)的選擇作出了相應(yīng)的解釋說明。不同的參數(shù)選項(xiàng)能實(shí)現(xiàn)不同的模型需求。這些參數(shù)選項(xiàng)需要應(yīng)用者在實(shí)踐中去探索，以便能更好地了解和應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)效率。

TRIBON M3；船體建模；支柱；壓筋

0 前言

TRIBON軟件是瑞典KCS（Kockums Computer-SystemAB）公司推出的一種船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)專用軟件。該軟件總體可以分為船體設(shè)計(jì)、舾裝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)管理及維護(hù)三大部分，系統(tǒng)地集成了船體、輪機(jī)、管系、電氣、內(nèi)外裝等各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)模塊，將傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD與計(jì)算機(jī)輔助制造CAM的功能與信息集成系統(tǒng)MIS于一體，充分體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和多專業(yè)并行協(xié)調(diào)工作的優(yōu)越性。在同一數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，多專業(yè)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)模型存在的干涉問題，進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，降低設(shè)計(jì)差錯(cuò)，避免在建造現(xiàn)場(chǎng)的返工和物料損失，提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。

TRIBON M3軟件的特點(diǎn)在于，設(shè)計(jì)人員通過在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里建立一個(gè)項(xiàng)目的實(shí)船模型，進(jìn)行數(shù)字化模擬造船，并繪制生產(chǎn)建造施工用圖紙，用于指導(dǎo)全船的生產(chǎn)制造，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)準(zhǔn)備及施工建造的統(tǒng)一。

TRIBON M3軟件目前已被國(guó)內(nèi)大部分船廠采用，被廣泛應(yīng)用于船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)。一般來(lái)說，船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)人員只需要掌握初級(jí)建模要領(lǐng)，就可以初步進(jìn)行船體建模。但在建模過程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)有些特殊的地方和結(jié)構(gòu)建模比較困難。那是因?yàn)門RIBON M3里面有很多特殊的建模功能的選項(xiàng)沒用上。因此，本文選取了TRIBON M3船體建模應(yīng)用中兩個(gè)有用的特殊建模功能進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1 支柱建模

1.1 支柱定義和常見類型

在船體建模中，通常將圓形或者方形的結(jié)構(gòu)稱之為柱子。原則上講，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的所有類型的型材都可以用于創(chuàng)建支柱。只是不同類型的型材，型材斷面上定位點(diǎn)的位置及對(duì)稱線也會(huì)隨型材類型的不同而改變。但對(duì)于那些非成型的柱體，如僅由板材拼焊而成的支柱必須按照板架建模。

扶強(qiáng)材及折邊通常是由其所焊附的鋼板表面來(lái)定位，而支柱的定位必須由用戶明確定義，必須定義支柱的對(duì)稱面（線）在空間的位置，如圖1所示。

圖1 支柱類型及代碼

1.2 創(chuàng)建支柱的步驟

1）選擇菜單PLANAR＞MODEL＞CREATE＞PILLAR，系統(tǒng)會(huì)顯示型材類型選擇對(duì)話框，假如選代碼70TUBE，按OK后，系統(tǒng)顯示圖2的對(duì)話框。該對(duì)話框用于定義支柱理論線。

圖2 理論線選擇

（1）LINE AND RESTRICTIONS：支柱由平行于一個(gè)坐標(biāo)軸的線來(lái)定位，可以用不同方法來(lái)限制這條線給出支柱的實(shí)際范圍。

（2）BY ENDPOINTS：由兩個(gè)端點(diǎn)來(lái)定位支柱，當(dāng)支柱不平行于坐標(biāo)軸時(shí)，可以使用該方法定義支柱更方便。

2）選（1）LINE AND RESTRICTIONS，系統(tǒng)顯示圖3的對(duì)話框，選擇定位線所在平面，并輸入兩點(diǎn)，生成支柱定位線。

圖3 模型面選擇

3）定位線確認(rèn)后彈出圖4對(duì)話框，設(shè)定支柱兩端端點(diǎn)位置。

圖4 端點(diǎn)選擇

該對(duì)話框用于定義端點(diǎn)1和端點(diǎn)2，也就是前面介紹中所說的定義了支柱的實(shí)際范圍：

（1）CURR PANEL：支柱結(jié)束在支柱理論線與當(dāng)前板架相交處；

（2）ONE-COORDINATE PLANE：支柱結(jié)束在理論線與指定的主平面相交處；

（3）NAMED PLANE：支柱結(jié)束在理論線與指定的平面相交處；

（4）OTHER PANEL：支柱結(jié)束在理論線與指定板架相交處；

（5）FLANGE ON OTHER PANEL：支柱結(jié)束在理論線與其他板架上的相交折邊處。

對(duì)端點(diǎn)2出現(xiàn)相同的菜單，兩個(gè)端點(diǎn)定義完以后，就確定了支柱的實(shí)際范圍即為支柱的高度或者長(zhǎng)度，接著系統(tǒng)會(huì)顯示圖5的菜單。該菜單用于定義支柱的型材規(guī)格、連接形式等信息。輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)后，即可生成支柱。

圖5 模型參數(shù)

上述為常規(guī)的對(duì)稱性支柱（如T-BAR，I-BAR等）建模，如果支柱不是對(duì)稱性的，在定義完端點(diǎn)后，出現(xiàn)圖6的菜單。

圖6 方向選擇

（1）MAIN DIRECTIONS：對(duì)稱線沿著船的其中一個(gè)主方向；

（2）ANGLE：對(duì)稱線與當(dāng)前板架的UV平面的U軸成一個(gè)角度；

（3）ADDITIONAL POINT：對(duì)稱線在定位點(diǎn)和給定的點(diǎn)之間。

確定對(duì)稱線方向及理論線朝向，輸入完相應(yīng)的數(shù)據(jù)即可生成支柱。

支柱建模除常規(guī)結(jié)構(gòu)支柱建模外，還被應(yīng)用于特殊模型建模，如錨鏈筒、側(cè)推管、舾裝防磨材等。

2 壓筋建模

2.1 特性介紹

在船舶設(shè)計(jì)中，有一部分對(duì)強(qiáng)度要求不高的鋼圍壁，如上層建筑的艙室分隔，采用的通常是薄板。但是薄板容易發(fā)生變形，需要增加加強(qiáng)筋防止變形，采用壓筋板也可以達(dá)到同等效果，并且結(jié)構(gòu)重量也較輕，減少焊接工作量，在上層建筑居住艙室和海洋工程項(xiàng)目中運(yùn)用較多。

在TRIBON M3建模中，壓筋作為一種特殊的扶強(qiáng)材加到模型中，生成的方法與生成扶強(qiáng)材的方法也類似。當(dāng)然，型材的某些屬性比如材質(zhì)、端切及位置號(hào)對(duì)壓筋是無(wú)效的。因?yàn)閴航钆c板材是一整體的，是通過物理加工而成的形式，下面就具體介紹一下壓筋的類型和建模方法［1］。

2.2 壓筋配置

通過在Initiate Hull Standards中配置Swdge.dat文件，所有用戶定義的壓筋特性存在一個(gè)叫SWEDGING的目標(biāo)（OBJECT）中。該目標(biāo)存在SB_OGDB數(shù)據(jù)庫(kù)中。該目標(biāo)的命名必須在相應(yīng)模塊的缺省文件中設(shè)置。該目標(biāo)在船型初始化程序中創(chuàng)建。

模塊缺省文件的設(shè)置：

SWEDGE，XXSWEDGE

槽型的應(yīng)用對(duì)象名，XX一般為項(xiàng)目號(hào)

PROFILE，

相當(dāng)于型材的類型碼

/VIEWING=

平面視圖中顯示壓筋的線條類型

/PLANE_SYMBOL=

平面視圖中顯示壓筋的符號(hào)

/CROSS_SYMBOL=

剖視圖中顯示壓筋的符號(hào)

SIZE，<壓筋的名義高度＞

/WIDTH=<壓筋的名義寬度＞

/LOWER_LIM=<板厚下限＞

/UPPER_LIM=<板厚上限＞

/COMP=<壓筋伸長(zhǎng)的補(bǔ)償值＞此厚度區(qū)間的壓筋伸長(zhǎng)的補(bǔ)償值

在TRIBON建模中，可以定義如圖7類型的壓筋。

圖7 壓筋類型

生成壓筋的步驟：

1）選擇菜單PLANAR＞MODEL＞CREATE＞STIFFENER，對(duì)話框見圖8。

圖8 模型參數(shù)

2）按與定義普通扶強(qiáng)材相同的方法定義壓筋的理論線及兩端的端點(diǎn)形式，壓筋的型材類型在100-110之間。

3）在對(duì)話框中按照扶強(qiáng)材建模，將需要的數(shù)據(jù)填寫完整后確認(rèn)，所需要的壓筋模型就建模完成，并將體現(xiàn)在模型及數(shù)據(jù)庫(kù)中。在TRIBON M3圖形中有平面及剖面視圖（見圖9），以及含加工補(bǔ)償量的零件圖。

圖9 模型平面效果

3 結(jié)語(yǔ)

TRIBON M3的設(shè)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域是直接與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)緊密聯(lián)系的。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，隨著該軟件在海洋平臺(tái)、海工輔助船、客滾船等特殊船型上的應(yīng)用，TRIBON M3中的特殊設(shè)計(jì)功能日趨重要。如果熟練掌握特殊建模方法，那么就能事半功倍，既保證模型質(zhì)量，又能提高建模的效率。設(shè)計(jì)人員需要對(duì)TRIBON M3的特殊功能進(jìn)行更深入的應(yīng)用，體現(xiàn)TRIBON M3特殊建模功能在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)。本文詳細(xì)介紹了TRIBON M3船體建模中最實(shí)用的兩個(gè)建模方法，旨在提醒設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用TRIBON M3時(shí)，盡量探索并應(yīng)用該軟件中的非常規(guī)建模方法，不斷提升生產(chǎn)設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

［1］魏莉潔.船舶建造工藝［M］.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006.

Introduction to Pillar and Embossing Modeling by TRIBON M3

LI YiWANG Kang-ning
（Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute，Shanghai 201203，China）

TRIBON M3 is a kind of ship production design special software.Two practical modeling ways of pillar and embossing by TRIBON M3 were introduced in the paper.The detailed modeling steps and the choice of parameters during operation were elaborated，revealing the fact that different parameter options could fulfill the requirement of the corresponding model and need to be explored by users to obtain a better understanding and application of the software and improve production design efficiency.

TRIBON M3；hull modeling；pillar；embossing

U662.9

A

1001－4624（2016）02－0077－04

2016-08-17；

2016-12-03

李毅（1984—），男，工程師，從事船舶結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作。

王康寧（1984—），男，工程師，從事船舶結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作。