Создание поверхности корпуса

Основные положения

Исходной информацией является:

Длина между перпендикулярами L, м;

Ширина В, м;

Высота борта Н, м;

Осадка Т, м;

Водоизмещение V, м³;

Коэффициент общей полноты d;

Коэффициент полноты площади конструктивной ватерлинии a;

Коэффициент полноты мидель-шпангоута b;

Абсцисса центра величины ;

Абсцисса центра тяжести конструктивной ватерлинии .

Проектирование поверхности корпуса судна начинается с построения сетки теоретического чертежа, каркаса судовой поверхности и завершается сглаживанием поверхности. В основе построения сетки лежат главные размерения.

Каркас судовой поверхности представляет собой совокупность пространственных граничных линий, на основе которых будут построены отдельные участки поверхности корпуса либо поверхность судна в целом. Сначала это может быть совокупность линий, топологически связанных между собой и отображающих диаметральный батокс, мидель-шпангоут, бортовую линию верхней палубы, линию слома и т.п. Затем линиям каркаса судовой поверхности придают «истинную» форму диаметрального батокса, мидель-шпангоута, бортовой линии верхней палубы, линии слома и «натягивают» на них поверхность. Возможна и другая последовательность создания поверхности, когда сначала на каркас «натягивается» поверхность, а затем одновременно корректируются и каркас, и судовая поверхность до придания им нужной формы.

При разбиении корпуса на отдельные участки и создании каркаса судовой поверхности необходимо соблюдать следующие правила [1]:

Правило №1. По возможности, избегать разбиения плавных поверхностей на отдельные участки (за исключением плоских). Стыковка отдельных гладких участков трудоёмка и не всегда приводит к желаемым результатам.

Правило №2. Обязательному разбиению на отдельные участки подлежат поверхности, имеющие линии слома. Создание линии слома внутри участка плавной поверхности возможно, но трудоёмко, при этом могут возникнуть проблемы после передачи данных с помощью стандартных форматов в другие системы и обратно.

Правило №3. Обязательному выделению в отдельные поверхности подлежат участки плоского борта и плоского днища.

Правило №4 (для NURBS-поверхностей). Избегать использования степени NURBS-поверхности (кривой) выше третьей. Степень NURBS-поверхности (кривой) не зависит от количества узловых точек, но определяет порядок поверхности (кривой) и максимальное количество сегментов, на которые влияет каждая узловая точка. Так, NURBS-поверхность (кривая) третьей степени имеет четвертый порядок, т.е. каждая узловая точка влияет не более чем на 4 сегмента, а на остальные нет. Количество узловых точек может корректироваться с помощью редактора узлов. Уменьшение количества узловых точек упрощает ввод и редактирование кривой и делает её гладкой без резких перегибов, поскольку каждая точка влияет на форму относительно большего числа сегментов кривой (больший участок кривой). Увеличение количества узловых точек приводит к обратному результату и используется при создании локально выпуклых или вогнутых кривых, поскольку каждая точка влияет на форму локального участка кривой. Узловые точки можно разместить на тех участках кривой, где она сильно меняет направление или радиус кривизны.

Правило №5. Для создания поверхности лучше всего использовать четыре линии, это сделает поверхность более наглядной для дальнейшего редактирования.

Созданная поверхность не нуждается в геометрическом согласовании, но возникает необходимость в проверке соответствия элементов теоретического чертежа требуемым по заданию (V, d, a, b, , ), что осуществляется с помощью модуля инструменты. Недостатком системы SolidWorks является слабая поддержка модификации формы корпуса судна с целью обеспечения заданных значений элементов теоретического чертежа.

Создание поверхности корпуса

В качестве примера рассмотрим создание поверхности корпуса буксира компании SHIPYARD K.DAMEN. На рис. 1 приведены теоретический чертеж судовой поверхности и её трехмерная модель, созданная в системе SolidWorks.

а) б)

Рис. 1. Поверхность корпуса судна: а) теоретический чертеж;

б) трехмерная модель, созданная в системе SolidWorks

Исходная информация:

Длина наибольшая, м - 13,5;

Длина судна между перпендикулярами, м - 11,5;

Ширина судна, м - 4,25;

Высота борта на миделе, м - 1,85;

Осадка, м:

максимальная - 1,50;

по КВЛ - 1,09;

Водоизмещение, м³ - 28,1;

Коэффициент общей полноты - 0,506;

Коэффициент полноты площади ватерлинии - 0,821;

Коэффициент полноты мидель-шпангоута - 0,829.