基于配置化思想的船舶轴系设计评估与辅助出图方法研究

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在船舶轴系设计过程中,需要根据相关规范进行设计校验评估,如轴系校中评估、振动评估、强度评估等。在评估过程中需要输出相应的评估结论或提示信息;同时,在轴系设计过程中,还必须输出相应的示意图纸,这些过程都需要由相应的信息工具来支撑。在目前已经实现的轴系设计辅助软件中,计算分析后的结果评估,基本上只考虑满足必要的对应规范要求,没有考虑轴系设计中评估内容的扩展问题,如果要增加特殊船型的轴系设计评估、增加企业自行设定的相关经验知识评估时,都需要对原有的设计软件进行源代码级别的修改。同时,评估过程中的提示信息修改,设计评估完成后的辅助CAD图纸绘制内容调整等,也需要对系统代码进行修改才可以实现。针对这些问题,首先基于配置化软件开发的思想设计了一套轴系设计过程中的评估处理实现方法。对轴系设计中的评估指标类型进行了分类模式划分,提炼出计算结果常量的绝对值比较、计算结果的链表形式分析、计算结果带入表达式分析、计算结果的表格化组织与计算等几种典型模式。并基于这些模式分析设计了一套以表达式配置、计算参数输入、计算结果提取、计算结果评估为主线的校验评估方法。同时,在评估配置时,设计配置相应的提示字符串的处理方法,可通过提示字符串的编辑,实现用户的自行配置和方便实现程序的不同语言版本的功能。为支撑基于配置化思想的应用,需要实现相应的表达式评估计算处理模块。以计算机专业中的编译原理为基础,设计开发了一套能自行配置计算表达式、自动进行参数替换及嵌套计算、支持自定义扩展函数等功能的表达式解析工具,该工具为本论文的轴系设计评估和辅助CAD出图2个功能模块提供必要的支撑。其次分析了轴系设计过程中现有辅助CAD图纸绘制实现方式中存在的不足,针对这些不足之处,利用配置化思想设计了基于模板文件的CAD辅助出图方法。该方法可以通过已有的案例图纸来自动生成CAD绘图命令流,在此基础上,通过最小熵算法辅助生成命令流模板文件、直接参数不变性算法辅助生成直接参数模板文件、间接参数相关性算法辅助生成计算模板文件,并将这些模板文件登记到参数化绘图平台中。用户在使用时,选择相应模板文件,系统自动读取直接参数文件,生成参数输入界面,由用户输入参数,系统根据计算模板文件,通过表达式解析工具,计算出其余参数,最后将所有参数反向替换进命令流模板文件中,形成新命令流,在CAD软件中得到新图纸,完成辅助出图。最后选用.NET开发平台,VB.NET开发语言,对设计的基于配置思想的轴系设计评估方法和CAD辅助出图方法进行了实现和测试验证。经过测试验证表明,设计的方法可以改进当前轴系设计辅助工具软件中评估过程固化,评估信息提示修改不方便,不容易实现支持多语言版本等问题。实现的CAD辅助绘图方法,在配合轴系设计软件使用时,可以在不修改源程序的情况下,通过模板文件的编辑,实现绘制详略信息不同的轴段示意图。同时,该方法还可以单独使用,用于绘制不同场景的CAD图纸,可以推广应用到类似的其他应用场景,提高相关工作的效率。
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