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基于CATIA的拖网渔船三维参数化布置研究

作　者: 刘智强
导　师: 陈明
学　校: 大连理工大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 拖网渔船 CATIA二次开发总布置专家系统人机工程
分类号: U674.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

世界海洋鱼类资源潜力估计可年产3000万吨以上,这是人类食物的重要来源之一渔船则是开发海洋水产资源的重要工具,而拖网渔船则是渔船中主要船型之一,由于拖网渔船尺度较小、空间狭窄,且捕捞甲板机械设备多,操作复杂,对稳性要求较高,故其总布置问题较为突出。本文基于CATIA研究开发了拖网渔船三维参数化布置系统,与传统的二维平面设计相比,准确性更高,表达更形象,而且可以进行设备布置的干涉检查、应用人机工程技术对最终的布置结果进行验证与优化。此外还引入参数化设计概念,使设计快速、准确、便于修改,可大大提高总布置设计的效率。CATIA是由法国达索公司开发的大型CAD/CAM/CAE三维设计软件,本文利用其提供的二次开发接口,对其创成式曲面设计模块、零件设计模块、装配设计模块、知识工程及专家系统模块进行了二次开发,开发专门用来解决拖网渔船总布置设计问题的程序,并应用CATIA提供的人机工程模块对最终的布置结果进行验证与优化,以使其更加符合船舶航行、作业时的需求。本文采用专家系统的原理,利用SQL Server数据库构建知识库,应用VB.NET编程实现数据库的访问、推理及最终布置方案的生成。拖网渔船三维参数化布置系统的研究开发主要有以下四方面内容：三维参数化船舶设备库：通过对CATIA知识工程模块的研究,建立设备参数化模型及设计表,并存入SQL Server 2005数据库中,应用VB.NET编程实现对设备的有效管理与使用,更可在参数化设备模型的基础之上方便地获取用户所需型号的设备模型。拖网渔船舱室划分及稳性校核系统：采用专家系统的原理,用户从知识库中选取相近的母型船,经过系统推理得出初步分舱方案,用户可在此基础上进行修改,最后系统将按照最终方案进行自动分舱,并进行舱容以及装载稳性的校核。拖网渔船上层建筑划分与舱室设备布置系统：系统根据数据库中母型船信息及用户输入参数推理得出初步的甲板室区划方案或舱室设备布置方案,用户可在此基础上进行修改,最终系统将根据方案自动创建上层建筑模型并布置舱室设备。且若修改舱壁位置时,设备位置也将自动发生相应变化,不必一一手动调整。人机工程技术在拖网渔船总布置上的应用：在完成三维总布置设计的基础之上,利用人机工程技术对最终布置方案进行验证及优化,主要包括：舱室设备布置方案的干涉检验、工作空间分析以及驾驶视线验证。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-16
  1.1 选题的背景与意义  10-11
  1.2 研究现状  11-12
    1.2.1 专家系统在船舶布置中的应用  11
    1.2.2 三维CAD技术在船舶布置设计中的应用  11-12
  1.3 论文的研究内容  12-14
  1.4 论文结构  14-16
2 研究和开发的关键技术及概念  16-26
  2.1 专家系统及知识的获取  16-18
    2.1.1 专家系统  16-17
    2.1.2 知识的获取  17-18
  2.2 CATIA功能简介  18-21
    2.2.1 CATIA创成式曲面设计及零件设计模块  18-19
    2.2.2 CATIA装配设计模块  19-20
    2.2.3 CATIA知识工程及专家系统模块  20
    2.2.4 CATIA人机工程模块  20-21
  2.3 CATIA二次开发技术  21-22
  2.4 数据库技术  22-25
    2.4.1 SQL Server数据库  22-23
    2.4.2 数据库连接技术  23-25
  2.5 本章小结  25-26
3 三维参数化船舶设备库  26-38
  3.1 三维参数化船舶设备库的概念及特点  26-27
  3.2 三维参数化船舶设备库的总体设计方案  27-28
  3.3 设备的参数化建模  28-31
  3.4 数据库模块  31-32
  3.5 CATIA嵌入模块  32-35
  3.6 程序介绍  35-37
  3.7 本章小结  37-38
4 拖网渔船舱室划分及装载稳性校核系统  38-55
  4.1 拖网渔船舱室划分系统  38-49
    4.1.1 拖网渔船舱室划分系统的总体设计方案  38-39
    4.1.2 舱室划分与布置信息的知识获取及推理  39-42
    4.1.3 数据库模块  42-43
    4.1.4 CATIA嵌入模块  43-48
    4.1.5 程序介绍  48-49
  4.2 装载稳性校核系统  49-54
    4.2.1 装载稳性校核系统的总体方案设计  49-50
    4.2.2 CATIA嵌入模块  50-52
    4.2.3 程序介绍  52-54
  4.3 本章小结  54-55
5 拖网渔船上层建筑划分与舱室设备布置系统  55-71
  5.1 拖网渔船上层建筑划分系统  55-62
    5.1.1 拖网渔船上层建筑划分系统的总体设计方案  55-57
    5.1.2 数据库模块  57
    5.1.3 CATIA嵌入模块  57-60
    5.1.4 程序介绍  60-62
  5.2 舱室设备布置系统  62-69
    5.2.1 舱室设备布置系统的总体设计方案  62-63
    5.2.2 舱室设备布置信息的获取及管理  63-66
    5.2.3 数据库模块  66-67
    5.2.4 CATIA嵌入模块  67-68
    5.2.5 程序介绍  68-69
  5.3 本章小结  69-71
6 人机工程技术在拖网渔船总布置上的应用  71-82
  6.1 舱室布置合理性验证  71-75
    6.1.1 干涉检验  71-73
    6.1.2 人体模型工作空间分析  73-75
  6.2 驾驶视线验证  75-81
    6.2.1 人体模型姿态编辑  76
    6.2.2 人体模型视野功能  76-77
    6.2.3 人体模型运动仿真分析功能  77-81
  6.3 本章小结  81-82
7 全文总结与展望  82-84
  7.1 全文总结  82-83
  7.2 工作展望  83-84
参考文献  84-86
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  86-87
致谢  87-88

基于CATIA的拖网渔船三维参数化布置研究

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