计算机辅助船体三维结构设计

第1章 计算机辅助船体建造概述

1.1 计算机辅助制造的概念和构成

1.1.1 计算机辅助制造的应用及发展

1.1.2 计算机辅助制造技术的概念和构成

1.2 计算机辅助船舶建造的特点

1.2.1 船舶产品和造船生产过程的特点

1.2.2 计算机辅助船舶建造的特点

1.3 造船计算机集成制造系统概述

1.3.1 造船CIMS的概念和构成

1.3.2 造船CIMS的发展策略

1.4 国内外计算机辅助船体设计建造系统举例

1.4.1 TRIBON软件介绍

1.4.2 船舶制造三维设计系统SB3DS

第2章 船体型线的数值表示

2.1 拉格朗日插值

2.2 差分、差商与牛顿插值

2.2.1 差分与差商

2.2.2 牛顿插值

2.3 埃尔米特插值

2.4 样条函数

2.4.1 多项式插值的缺陷与分段插值

2.4.2 样条函数插值

2.4.3 双圆弧样条函数

2.5.B样条函数

2.5.1 B样条的递推定义和性质

2.5.2 B样条曲线的性质

2.5.3 B样条曲线的deBoor算法

2.5.4 反算B样条曲线的控制顶点

2.6 曲线拟合

2.6.1 最小二乘法原理与多项式拟合

2.6.2 正交多项式拟合

2.6.3 非线性模型举例

第3章 船体型线光顺的数学描述

3.1 船体型线光顺性准则

3.I.1 船体型线光顺性判别准则

3.1.2 描述型线光顺性判别准则的数学方法

3.1.3 型线不光顺的调整原则

3.2 回弹法光顺船体型线

3.2.1 单根曲线光顺性的判别方法

3.2.2 基样条函数与影响向量

3.2.3 样条曲线不光顺时的调整

3.3 弯调松弛法型线光顺

3.3.1 两点边值问题的小参数解法

3.3.2 旋转坐标轴问题

3.3.3 连接条件

3.3.4 单根曲线的光顺

3.4 圆率序列法光顺船体型线

3.4.1 光顺性判别准则

3.4.2 单根曲线型值点的修改方法

3.5 船体型线的三向光顺

3.5.1 三向光顺的任务和方法

3.5.2 决定端点条件的边界线

3.5.3 端部边界线光顺

第4章 船体外板展开的计算机辅助技术

4.1 船体外板展开计算的数学基础

4.1.1 直线方程

4.1.2 求交点的数学运算

4.1.3 求圆弧实长

4.1.4 牛顿法求解函数方程

4.1.5 数值积分

4.2 船体外板缝布置的自动排列

4.2.1 计算曲线上点的坐标及两点间弧长

4.2.2 肋骨展开线的弦长度与肋骨弯度计算

4.2.3 结构线计算

4.2.4 排板计算

4.2.5 修正排板计算宽度

4.3 船体外板展开的测地线法

4.3.1 作测地线的算法

4.3.2 肋骨线弧长、上下纵缝线和测地线各段实长计算

4.3.3 中间肋骨线的肋骨弯度及转角计算

4.3.4 外板展开图的数值表示

4.4 船体外板展开的短程线法

4.4.1 短程线法展开的基本原理

4.4.2 短程线法展开计算

4.4.3 展板中误差的处理

4.5 考虑加工塑性变形因素的船体外板展开方法

第5章 船体加工的计算机辅助技术

5.1 数控加工和图形处理

5.1.1 图形处理的概念

5.1.2 图形处理语言的构成

5.2 数控切割技术

5.2.1 构件的割缝补偿及几何形状处理

5.2.2 数控套料

5.2.3 数控切割过程控制的数值计算

5.3 型材数控冷弯技术

5.3.1 端点测量控制法

5.3.2 适应控制法

5.3.3 弦线测量控制法

5.4 型材逆直线的数值计算

5.4.1 逆直线法的基本原理

5.4.2 逆直线的数值计算

5.5 船体双曲率外板热加工自动成型技术

5.5.1 水火弯板变形机理和主要变形规律

5.5.2 单因素局部收缩量水火弯板变形规律系列数学模型

5.5.3 水火弯板加工工艺参数预报方法

第6章 船体装配中的计算机辅助技术

6.1 分段装配胎架的数值计算

6.1.1 基准面倾角的确定

6.1.2 立柱高度的确定

6.1.3 肋骨安装倾角的计算

6.1.4 板厚修正计算

6.2 分段吊装参数计算

6.2.1 吊装参数的意义

6.2.2 算法

6.2.3 四根吊绳及两根吊环平面不平行于中纵剖面时的修正

6.3 船舶精度控制技术

6.3.1 数理统计基础

6.3.2 尺寸链理论

6.3.3 尺寸链理论在船舶精度控制中的应用

6.3.4 重量重心的精度控制原理

6.3.5 补偿量的确定

参考文献

随着计算机技术的飞跃发展，各个领域对计算机技术的应用情况已成为衡量该领域技术发展水平的重要标志之一。船体建造过程是一个及其复杂的生产过程，其中包含了大量的手工作业，自20世纪60年代初造船业成功研究船体数学放样以来，随着计算机系统、信息处理技术、数控技术的发展，现代船体建造技术跨入了应用计算机信息处理技术和数控技术的新时代。