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虚拟样船快速建模方法研究

作　者: 周建军
导　师: 祝海涛
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: Open CASCADE UML 建模
分类号: U662.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


船舶三维建模技术是实现数字化造船的基础,是提高船舶设计和建造效率的关键。由于船舶设计涉及多学科多领域的专业知识,有其独特的复杂性,因此船舶三维数字建模不同于普通的数字建模,它的研究要从船舶本身的特点入手。论文旨在对船舶建模进行研究。首先,采用了面向对象的软件设计方法,利用统一建模语言UML对系统进行了分析与设计,并对船舶二维布置图进行了深入的分析研究,实现了船舶布置图的读取与识别,同时建立了十分丰富的船舶专用数据库,使得舱室建模过程得到简化。其次,论文以样条理论为基础,着重研究了NURBS样条表达船体型线与曲面的原理和方法,针对船舶的特殊性,研究了船体曲面的光顺准则,引入NURBS的k、l次有理基函数Ri,k（u）、Rj,I （v）作为小波尺度函数,采用小波变换进行曲面光顺,最后通过实例证明了该方法的有效性和合理性.本论文以Open CASCADE软件为二次开发工具,在VC++环境下开发了适用于船舶建模方面的CAD/CAM系统,并采用了OCC与MFC相结合的方式设计交互界面、系统工具条和菜单,形成了一个完整的系统,方便用户操作。经测试,演示系统在Windows下运行稳定,界面友好,可以作为船舶设计人员的辅助工具使用,达到了预期目标。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-18
  1.1 课题的背景及研究意义  10-11
  1.2 相关领域研究现状  11-15
    1.2.1 二维CAD 图纸信息提取研究现状  11-12
    1.2.2 三维CAD 技术开发研究现状  12-14
    1.2.3 船舶CAD 技术研究现状  14-15
  1.3 开发工具及环境  15-16
  1.4 本文研究的内容  16-18
第2章 虚拟样船建模系统的分析与设计  18-28
  2.1 引言  18
  2.2 船舶基本组成  18
  2.3 系统的需求分析  18-22
    2.3.1 船舶设计过程中的层次结构  18-19
    2.3.2 系统需求模型的建立  19-22
  2.4 系统分析  22-27
    2.4.1 识别系统对象  23
    2.4.2 添加类的属性  23-24
    2.4.3 定义类操作  24-25
    2.4.4 建立类之间关系  25-26
    2.4.5 系统动态模型的建立  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第3章 基于OCC 的舱室建模  28-51
  3.1 舱室建模流程  28-29
  3.2 Open CASCADE 应用  29-32
  3.3 船室布置图信息提取与识别技术  32-35
    3.3.1 图元信息的提取  32-34
    3.3.2 图元信息后处理  34-35
  3.4 船舶布置图中图形符号的识别  35-42
    3.4.1 舱室布置图信息分类与存储  36-37
    3.4.2 资源信息符号属性标准  37-39
    3.4.3 资源符号信息识别检索  39-41
    3.4.4 资源符号识别  41-42
  3.5 数据存储  42
  3.6 外形结构定义  42-45
    3.6.1 外形数据结构定义  42-44
    3.6.2 外形拓扑结构定义  44-45
  3.7 舱室建模基本操作  45-49
  3.8 数据交换  49-50
  3.9 本章小结  50-51
第4章 基于OCC 的NURBS 船体曲面造型  51-73
  4.1 NURBS 曲线曲面理论  51-56
    4.1.1 B 样条曲线曲面  51-53
    4.1.2 NURBS 曲线曲面  53-56
  4.2 NURBUS 曲线曲面的插值计算  56-61
    4.2.1 三次NURBS 曲线节点矢量的确定  57-58
    4.2.2 三次B 样条插值计算  58-60
    4.2.3 反算三次NURBS 插值曲线的控制顶点  60-61
  4.3 船体NURBS 曲面生成  61-64
  4.4 曲面光顺  64-68
    4.4.1 光顺定义  64-65
    4.4.2 光顺方法  65-66
    4.4.3 NURBS 样条曲面小波  66
    4.4.4 NURBS 样条曲面小波定义  66-68
  4.5 船体曲面光顺准则  68
  4.6 曲面光顺误差控制  68-69
  4.7 曲面光顺性算法  69-70
  4.8 实例  70-72
  4.9 本章小结  72-73
第5章 原型系统  73-79
  5.1 系统功能  73-74
  5.2 样船建模实例  74-78
  5.3 本章小结  78-79
结论  79-81
参考文献  81-86
致谢  86

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶设计 > 电子计算机的应用
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