課堂學(xué)術(shù)報(bào)告藍(lán)色扁平化論文答辯模板課件

基于多參數(shù)的船舶拉錨集成仿真研究匯報(bào)人：石發(fā)亮學(xué)號(hào)：31408010指導(dǎo)教師：李瑞副教授TheStudyofAnchorTestIntegratedSimulationBasedonParameters

目錄CONTENTS一、研究背景及意義二、理論研究三、船舶拉錨模擬仿真四、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)五、實(shí)例應(yīng)用六、總結(jié)展望PARTONE研究背景及意義研究背景及意義4錨泊系統(tǒng)是船舶重要組成部分，實(shí)船錨系工作時(shí)有可能出現(xiàn)卡錨、錨與船體外殼碰撞的問(wèn)題。傳統(tǒng)木模拉錨試驗(yàn)：使用木材按一定比例，制作船體及錨系模型，使用其做模型試驗(yàn)。ProblemSolution1Solution2計(jì)算機(jī)仿真船舶拉錨：在仿真軟件中建立三維模型，虛擬樣機(jī)的形式仿真船舶拉錨。研究背景及意義5國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)外研究現(xiàn)狀題目作者《57000噸級(jí)散貨船錨唇設(shè)計(jì)及拉錨試驗(yàn)仿真分析》邱小虎；王明強(qiáng)；劉志強(qiáng)；李學(xué)軍《基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的VLCC錨系運(yùn)動(dòng)仿真研究》李純金；劉志強(qiáng)；王明強(qiáng)；邱小虎《船舶錨系三維建模及拉錨試驗(yàn)的仿真分析》劉貴杰；王猛；張?zhí)m昌；陳文平；董志強(qiáng)《80300DWT散貨船錨鏈筒及凸臺(tái)的放樣及各開(kāi)口的定位》艾記平《船舶拉錨試驗(yàn)仿真系統(tǒng)研究》吳尚華國(guó)家現(xiàn)狀日本三維（3D）計(jì)算機(jī)輔助船舶設(shè)計(jì)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)被稱(chēng)作“上游”船舶設(shè)計(jì)系統(tǒng)韓國(guó)推出了“CIMS”造船系統(tǒng)，貫穿于設(shè)計(jì)、制造、管理，有效推動(dòng)了船舶工業(yè)的進(jìn)步歐洲國(guó)家從船舶設(shè)計(jì)到船舶布置，從車(chē)間生產(chǎn)信息到數(shù)據(jù)庫(kù)共享等都全面的實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化研究背景及意義6摩擦力有差異木質(zhì)模型與實(shí)際模型質(zhì)心不同，運(yùn)動(dòng)有差異木模制作麻煩，耗費(fèi)大量人力物力模型修改耗時(shí)，試驗(yàn)周期長(zhǎng)傳統(tǒng)木模拉錨試驗(yàn)計(jì)算機(jī)仿真船舶拉錨沒(méi)考慮船舶運(yùn)動(dòng)對(duì)拉錨的影響，與實(shí)船拉錨情況有差距本次研究?jī)?nèi)容及意義本次將考慮船舶運(yùn)動(dòng)對(duì)船舶拉錨的影響，模擬仿真船舶在受到風(fēng)浪流、系泊繩和護(hù)舷等多因素共同作用時(shí)的拉錨情況——基于多參數(shù)的船舶拉錨集成仿真。結(jié)果更加真實(shí)可靠PARTTWO理論研究錨系運(yùn)動(dòng)理論研究8密舍爾斯基方程起錨提鏈過(guò)程拋錨滑鏈過(guò)程由于系統(tǒng)隨著錨和錨鏈進(jìn)入水中，系統(tǒng)質(zhì)量可看做逐步減少，因此屬于質(zhì)量減少的變質(zhì)量問(wèn)題。設(shè)某時(shí)刻主體的質(zhì)量為m。以后時(shí)刻主體的質(zhì)量不斷減少，系統(tǒng)的外力為重力。假設(shè)某時(shí)刻主體的質(zhì)量為m(已被提起的部分)，以后時(shí)刻主體的質(zhì)量不斷增加。系統(tǒng)外力為錨機(jī)拉力F1、拉起部分鐵鏈的重力G1、以及水對(duì)錨鏈的力F2，代人密舍爾斯基方程：假設(shè)錨鏈環(huán)是均勻密度ρ作用在主體的合外力變質(zhì)量系統(tǒng)的主體質(zhì)量為主體和微元合并前的瞬時(shí)速度主體速度船舶運(yùn)動(dòng)理論研究9本次研究中，船舶在碼頭停泊時(shí)，由護(hù)舷、系泊纜、風(fēng)浪流對(duì)船舶的聯(lián)合作用是非線性的，因此要在時(shí)域下研究該問(wèn)題。船舶運(yùn)動(dòng)計(jì)算Cummins（1962）提出的遲滯函數(shù)法頻域理論下計(jì)算得到的波浪激振力、船舶的附加質(zhì)量與輻阻尼時(shí)域理論下船舶的波浪作用力、附加質(zhì)量與遲滯函數(shù)傅里葉變換船舶運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和系泊系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)力求解船舶時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程PARTTHREE船舶拉錨模擬仿真船舶拉錨模擬仿真11根據(jù)型線圖、錨尺寸資料，建立三維模型第一步的試驗(yàn)內(nèi)容第一步第二步第三步第四步計(jì)算船舶在碼頭系泊的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。第二步的試驗(yàn)內(nèi)容模型裝配，添加運(yùn)動(dòng)副和力。進(jìn)行實(shí)船拉錨仿真第三步的試驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)仿真結(jié)果修改錨鏈筒位置和角度。第四步的試驗(yàn)內(nèi)容船舶拉錨模擬仿真121建立三維模型Solidworks具有強(qiáng)大的建模功能，建模流程為：建立或選取基準(zhǔn)特征→基礎(chǔ)實(shí)體特征→工程特征→特征修改→

添加材料材質(zhì)、渲染處理。船舶拉錨模擬仿真132船舶運(yùn)動(dòng)計(jì)算AQWA水動(dòng)力學(xué)軟件，主要步驟有：模型建立（geometry），網(wǎng)格劃分（model），設(shè)置（stup)，求解（solution）及生成結(jié)果（results）。頻域分析頻域分析T/sx/my/mz/mrx/°ry/°rz/°0107.21950.1155522.9907040.484711-5.55E-031.44E-020.05107.21950.1158742.9907050.485633-5.56E-031.48E-020.1107.21950.1167752.9906570.487678-5.60E-031.58E-020.15107.21980.1181652.9905120.490127-5.72E-031.76E-020.2107.22020.1199752.9902770.492938-5.92E-032.00E-020.25107.22080.1221412.9899580.496069-6.18E-032.30E-020.3107.22150.1246092.9895610.499484-6.51E-032.66E-020.35107.22250.127332.9890880.503154-6.88E-033.08E-02…………………船舶拉錨模擬仿真143模型裝配&模型修改收錨過(guò)程仿真，添加配合，定義接觸、添加引力、添加船體運(yùn)動(dòng)結(jié)果、添加牽引力，調(diào)整裝配圖，使錨與錨鏈自由下垂。放錨過(guò)程仿真，添加配合，定義接觸、添加引力、添加船體運(yùn)動(dòng)結(jié)果，調(diào)整裝配圖，使錨桿完全收入錨鏈筒、錨爪與錨凸臺(tái)貼合。最小距離為998.69mm最小距離為887.63mmPARTFOUR系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)16功能需求分析基于SolidWorks二次開(kāi)發(fā)的參數(shù)化建模功能船舶碼頭系泊狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)計(jì)算功能在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)支持下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)模塊劃分&功能需求分析系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)17數(shù)據(jù)流程分析對(duì)于該船舶拉錨集成系統(tǒng)而言，需要設(shè)計(jì)人員輸入的包括兩類(lèi)信息，一類(lèi)是三維模型信息，另一類(lèi)是參數(shù)信息。LACS提出的舾裝數(shù)計(jì)算方法系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)18系統(tǒng)界面系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)19系統(tǒng)界面系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)200301SolidWorks提供了二次開(kāi)發(fā)的接口，可以采用VisualC++、VisualBasic、C#等語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。02SolidWorks中含有Workbench插件。MicrosoftAccess2007能夠與VisualBasic非常好的融合。實(shí)現(xiàn)方法PARTFIVE實(shí)例應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用221船體模型及錨系模型建立船體模型建立，建模流程為：建立或選取基準(zhǔn)特征→基礎(chǔ)實(shí)體特征→工程特征→特征修改→

添加材料材質(zhì)、渲染處理。錨系模型建立，單擊【SolidWorks】/【船舶拉錨集成仿真系統(tǒng)】/【錨系參數(shù)化建?！窟M(jìn)入，彈出【錨系參數(shù)化建?！繉?duì)話框。輸入所需要的參數(shù)，完成自動(dòng)化建模。實(shí)例應(yīng)用232船體運(yùn)動(dòng)計(jì)算單擊【SolidWorks】/【ANSYS15.0】/【ANSYSWorkbench】，在【Toolbox】中選擇【HydrodynamicDiffraction】、【HydrodynamicTimeResponse】分析模板，并將HTR分析與HD分析，通過(guò)Solution串聯(lián)。雙擊Geometry，并在其中導(dǎo)入76000DWT.IGS船體模型文件，在距離船體1m的距離，使用【Box】功能創(chuàng)建碼頭模型，將水線高度向上移動(dòng)14.57m，使用【Slice】功能切分水線。船體模型導(dǎo)入&碼頭模型建立&切分水線船體模型設(shè)置系泊繩、護(hù)舷設(shè)置網(wǎng)格自動(dòng)劃分頻域分析流載荷風(fēng)載荷波浪載荷實(shí)例應(yīng)用243船舶拉錨模擬仿真單擊【船舶拉錨集成仿真系統(tǒng)】/【船舶拉錨仿真模塊】，新建裝配圖，依次插入4.5.1中所有零件，添加配合進(jìn)行裝配。單擊【工具】/【干涉檢查】進(jìn)行模型干涉檢查，根據(jù)是否發(fā)生干涉調(diào)整模型位置。進(jìn)入motion分析模塊，添加引力，添加接觸設(shè)定錨鏈筒和錨鏈的滑動(dòng)摩擦系數(shù)。添加【線性馬達(dá)】并導(dǎo)入數(shù)據(jù)點(diǎn)文件，使得船舶具有六個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。點(diǎn)擊motion分析按鈕進(jìn)行計(jì)算。測(cè)量運(yùn)動(dòng)過(guò)程中錨與船體外板的最小距離，觀察運(yùn)動(dòng)停止后錨爪是否與錨凸臺(tái)緊密貼合、錨頭是否與錨唇緊密貼合。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)錨鏈筒位置和角度，錨凸臺(tái)和錨唇形狀進(jìn)行相應(yīng)更改。直至拉錨仿真滿足檢驗(yàn)要求，確定最終錨系設(shè)計(jì)參數(shù)。PARTSIX總結(jié)展望總結(jié)展望2601論文完成工作1以76000DWT散貨船為例，在AQWA中計(jì)算碼頭中的船舶運(yùn)動(dòng)，在SolidWorks中完成建模以及拉錨模擬仿真，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，得出符合規(guī)范要求的結(jié)論。2分析了計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀以及當(dāng)今船舶拉錨試驗(yàn)仿真的現(xiàn)狀，對(duì)比分析了傳統(tǒng)木模拉錨試驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬仿真拉錨試驗(yàn)的利弊，闡述了計(jì)算機(jī)仿真拉錨試驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)。3應(yīng)用VB.NET語(yǔ)言對(duì)SolidWorks二次開(kāi)發(fā)出基于多參數(shù)的船舶拉錨集成仿真系統(tǒng)，提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，介紹了該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能?？偨Y(jié)展望2702未來(lái)展望本次研究?jī)H是針對(duì)一條船即76000DWT散貨船的拉錨試驗(yàn)?zāi)M仿真進(jìn)行研究，拉錨試驗(yàn)?zāi)M仿真系統(tǒng)信息還不夠完善，距離真正應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)還需要完善更多信息，如零件庫(kù)