基于EFSPD的舵叶建模探究

摘 要： EFSPD船体设计系统根据船体设计要求，采用图形交互的方式，进行三维的船体结构产品数据模型的建模，在计算机中先造出这艘船来。系统可以生成：船体结构产品数据库、船体三维实体模型、船体图纸、提供给HDSHM船体建造系统的零件文件及必要的数据文件等。在船舶计算机建模中，船舶首尾建模通常相对较难。因此，本论文利用EFSPD软件对某船的舵进行了研究，给出了舵建模的过程、方法的个人观点。

关键词：EFSPD；舵；建模

中图分类号：U662.9 文献标识码：A

Abstract：By using the Hull design system EFSPD， three-dimensional product data modeingl of hull structure is created based on the graphical interactive mode and hull design requirements with hull structural product database， 3D solid model of ship hull， drawings， parts documents and the necessary data files for the hull construction system HDSHM generated. In computer modeling of ship， ship bow and stern modeling are usually relatively difficult. This paper introduces the modeling of a ship rudder with the EFSPD software.

Key words：EFSPD；Rudder；Modeling

1 前言

现代的CAM系统具有许多优点，如：整个生产过程受到监控；各个专业之间有良好的拓扑关系；系统能和CAD等系统进行有机连接，便于建立集成制造系统。为了适应我国船舶工业快速发展的要求，目前中国船舶行业中发展出了较多的CAM软件，其中以拥有中国自主知识产权的东欣船舶设计软件EFSPD在许多中小型船厂有较广泛的使用。EFSPD船体设计系统根据船体设计要求，采用图形交互的方式，进行三维的船体结构产品数据模型的建模，在计算机中先造出这艘船来[1]。

EFSPD船体建模主要分为平面建模、曲面建模、肘板建模、船体图表生成等过程，其中又以曲面建模较为复杂，例如：球鼻首、锚穴、首侧推及舵叶等的建模。

笔者主要利用EFSPD中的船体模块，对某船的舵叶进行了结构建模，探讨研究给出了舵叶建模的过程、方法以及个人观点。

舵叶横剖面以及舵顶板和舵底板的结构图如图1所示。

2 舵叶的三维建模

该舵为流线型舵，由舵叶面、舵顶板、舵底板以及多个隔板的骨架构成。具体来讲，该舵建模的难点在于舵顶板与舵底板的大小不同，导致舵叶面为一个不规则曲面，无法采用一般的曲面建模方法来完成。

整个建模过程可以先进行舵顶板和舵底板的建模，之后采用“直纹面”定义的方法，创建出不规则的舵叶曲面，最后创建内部的隔板。其中的舵顶板、舵底板和隔板均属于平面板架的建模较为简单，笔者着重讲解利用“直纹面”定义的方法进行舵叶面的建模。

2.1 舵顶板和舵底板

由于舵顶板和舵底板均是平面板架形式的骨架，因此直接利用平面板架建模即可，创建的过程如下：

1）创建板架属性；

2）根据舵顶板和舵底板的形状，创建曲线；

3）利用所创建的曲线建立板架的边界；

4）利用内孔定义的方法创建出舵杆所通过的孔。

2.2 舵叶面的创建

舵叶是一个上大下小不规则的空间柱面，因此无法通过常用的曲面板的定义方法来定义。

为此，笔者通过“直纹面”定义的方法对舵叶面进行创建，具体步骤如下：

1）在“船体曲线定义”窗口中，在“曲线类型”中选择“空间曲线”，创建曲线Q1、Q2，代表舵顶板和舵底板的不规则边界；

2）在“空间曲线”窗口中，“样条点列”中填写舵顶板和舵底板不规则边界的样条点；

3）在“两边界曲面”窗口中，“边界曲线1”中填写“Q2”，“边界曲线2”中填写“Q1”， “曲面形式”中填写“等分弧长” ， “内侧参考点”中填写“FR3+5，147，1800”，“节点对应表”中填写样条点列参数，即将曲线Q1、Q2信息进行一一对应。

2.3 舵内水平加强结构与垂直加强结构的创建

根据舵内部结构的特点，舵内水平加强结构与垂直加强结构均为平面板架，创建方法同舵顶板和舵底板。完工效果图如图3所示。

3 总结

本文以某实船的舵叶为例，从舵叶结构各个部位的建模过程来描述了如何通过东欣船舶产品设计系统中的船体结构设计模块，对该舵进行的详细结构建模。从而利用计算机完成了对该舵生产设计的前期工作——三维结构建模，为后续的出图工作打下良好的基础。

实践证明：通过计算机辅助生产设计的手段，可以快速地利用EFSPD完成舵叶的三维结构建模。将传统AUTOCAD的平面图纸升级为三维立体空间结构模型，使舵叶的结构更好地展示给生产设计人员，从中及时发现图纸中的错误，从而为下一步船体图表生成、修改做好准备。

本文的研究结果对舵的三维结构建模有一定的指导意义。

参考文献

[1]东欣船舶产品设计系统使用说明书.2008.1.

[2]彭辉.船体CAD/CAM[M].人民交通出版社，2007.

[3]魏斌，马娟. 基于EFSPD的船首建模研究[J]. 船舶与海洋工程，2014（03）.endprint