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摘 要:本文通过介绍软件的主要功能及特点,分析造船生产设计的特征及发展趋势,阐述了在深化生产设计过程中,结合造船生产模式的转换,应用该软件实现造船壳舾涂一体化、生产工艺信息、管理信息的共享,生成生产设计图表等技术,并提出了目前在我国推广使用 TRIBON 软件几点设想。
关键词:Tribon软件;船体结构;设计
在Tribon造船软件系统中,曲面建模结构模块主要就是进行船体曲面构件的结构建模;而装配计划模块主要就是通过计算机的模拟造船过程;焊接计划结构模块是根据生产的模型与装配计划,依照焊接设置要求进行船体焊接缝的自动检测识别,并生成相关数据信息,以进行生产制造应用。最后,Tribon系统中的生产信息界面主要是进行强大系生产信息的计算与提供实现,并生产数据和图纸信息,由套料模块根据这些数据信息进行套料模拟,并生成具体的套料切割工作文件信息。
一、基于TRIBON软件本船的建模流程
1.1 输入主尺度,工程建立,线型光顺→工程的初始化,确定坐标原点及坐标系、主船体名、主曲面甲板名、附加船体名及曲面平台名、船体曲线命名规则、板缝命名规则等。
1.2初始化菜单,建立各类用户船体标准。进入到TRIBON系统的INITHULL菜单栏里,根据工厂的具体施工条件和要求建立各类标准,如材质、切口形式、材料、结构连接形式、扶强材端部形式、折边形式、肘板形式等。该项工作通常由项目负责人或由项目负责人责成他人完成,一旦确定则不能修改,否则所建模型将会有较大返工。图1是根据本船特点所建立的贯穿切口形式"308"。
1.3 建立平面板架。通过人机对话形式先后输入板架名、板周界信息,板架是左舷、右舷还是跨中且是否对称,板缝、板厚、理论线方向、板上的加强筋甚至余量、收缩余量等;然后自动生成 SCH 文件,存放在结构数据库里,这样一块平面板架就生成了。TRIBON软件还可以生成折角板架、槽型舱壁、波形舱壁等各类板架。
1.4 建立曲面板架。平面板架和曲面板架可同时建模,可以通过人机对话的形式生成。与建立平面板架不同的是输入时应按顺序输入该船外板的板缝、加强筋、板架名、板厚、开孔等,通过打断和收集来最后生成各分段曲面板架,生成后的板架放在结构数据库里。
1.5 立体建模完成后,其他专业可交叉进行设计。轮机设计师可根据船体 TRIBON 建模后的立体模型绘制该船的燃油舱加热管安装图。根据安装图可得到燃油管在船体结构上的准确开孔位置。船体结构工程师可根据该燃油管开孔位置图,在TRIBON建模时就设置这些开孔,避免现场开孔或因开孔位置不准确给施工带来的麻烦,提高了图纸质量。
1.6 分板。若模型建立无误,自动运行程序完成分板这一过程通常只需几分钟,其将立体板架分成平面的板材和型材,平面板材存放在板材数据库,平面型材存放在型材数据库。这一做法不仅彻底改变了以往船体结构需要人工放样的方法且便于日后提取板材和型材的数据信息,进行编号、装配、焊接、套料等,直接指导生产、出图及计算重量重心、出零件清单等。
1.7 自动编号。设计人员根据程序要求编制编号语句,规定型材、肘板编号规则等。比如骨材编号从601开始,肘板编号从301开始往下延续。通过运行编号语句给每一块板和骨材及所有零件编上一个号码,改变了以往在图纸上手工编号的方法,节省了大量人力和时间。
1.8 装配与套料。设计人员可以通过程序建立各船体构件安装树,可以通过人机对话形式生成且直接指导生产,省去以往人工编写工艺流程的方法,但该环节要求装配人员懂工艺制造方法。通过人机对话的形式还可将一块块零件布置在一张张钢板上,省去以往人工套料费时费力的方法,但要求套料人员必须仔细认真。若是高强度钢,取材时就一定要取高强度钢,否则将误导生产,造成大量返工。
1.9 出图。设计人员可以通过立体模型生成详细的平面结构图。因为TRIBON能快速给出船体结构每一处、每一个你想看到的剖面情况,所以针对复杂区域,可以多剖几个剖面。通过各剖面情况,可以很快发现问题,然后再修改设计。由于TRIBON软件自身有拓扑关系,模型修改后,只要刷新一下,各剖面就会自动完成修改。
二、TRIBON的应用前景展望
从船舶设计的实际操作中发现,很多新手很难看懂结构图,尤其是机电专业的结构图。TRIBON解决了这一难题,它接近实船的空间模型,更有利于各个专业的协调与配合。
目前平面建模模块在应用上是以分段为单位进行建模的,这将导致横舱壁或纵舱壁要许多人按分段划分分别来建模。但TRIBON系统提供了Jumbo Panel(即大板架)的建模功能,而且还具有Panel Jumbo Split功能,也就是说许多主体结构可以用大板架来统一建模,然后分割到各分段中去,结构细节由各人完善。由此,可在全船展开大板架主结构建模,可显著提高建模的效率。涂装方面也需用装配计划模块,可以根据需要生成立体消隐图,而且系统可以比较方便地提供部分涂装面积数据。这两者对于涂装工艺而言是必需的,故可以考虑涂装工艺放到TRIBON系统中来做,实现数据、图形资源的共享,减少不必要的重复劳动,节省了工作时间。装配计划和焊接计划两个模块结合使用,在1007船出图形式的基础上,进一步采
纳生产部门和管理部门的意见,综合优化后投入使用,这不仅是TRIBON应用方面的又一重大突破,更是推进"一级定额",提升管理力度、管理水平的质的飞跃。
完善生产设计的编码系统,包括船体生产设计编码与舾装生产设计编码,使它们与TRIBON内部的零件代码系统相匹配。结合船舶工厂的实际需要,开发数据与图形接口及应用程序,使工厂原有设备能与TRIBON系统连接起来,充分发挥该系统的功能。还包括对汉字显示与打印的开发利用,使TRIBON软件的使用更加适合中国的国情发展。
三、结束语
开发利用好TRIBON系统,有利于更加深入有效的开展造船生产设计,节省了设计时间,缩短了造船周期,增强了企业的制造能力和参与国际竞争的能力,促使我国的造船水平位于世界前列。
参考文献:
[1]屠潭泓,钱汝娟,许金堂,刘运杰.浅谈Cadwin软件在Tribon套料中的应用[J].黑龙江科技信息.2013(22)
[2]高宝坤,周玉龙.基于TRIBON平台及数据库技术的船体总纵强度计算[J].江苏船舶.2011(05)
[3]邸立强.基于NuCAS系统的船舶结构有限元模型快速生成研究[D].哈尔滨工程大学2012
[4]苏成冠.船舶起居舱室三维参数化仿真设计方法研究[D].大连海事大学2009
[5]蒲海.基于有限元法的前后处理器的二次开发及应用[D].江南大学2008
关键词:Tribon软件;船体结构;设计
在Tribon造船软件系统中,曲面建模结构模块主要就是进行船体曲面构件的结构建模;而装配计划模块主要就是通过计算机的模拟造船过程;焊接计划结构模块是根据生产的模型与装配计划,依照焊接设置要求进行船体焊接缝的自动检测识别,并生成相关数据信息,以进行生产制造应用。最后,Tribon系统中的生产信息界面主要是进行强大系生产信息的计算与提供实现,并生产数据和图纸信息,由套料模块根据这些数据信息进行套料模拟,并生成具体的套料切割工作文件信息。
一、基于TRIBON软件本船的建模流程
1.1 输入主尺度,工程建立,线型光顺→工程的初始化,确定坐标原点及坐标系、主船体名、主曲面甲板名、附加船体名及曲面平台名、船体曲线命名规则、板缝命名规则等。
1.2初始化菜单,建立各类用户船体标准。进入到TRIBON系统的INITHULL菜单栏里,根据工厂的具体施工条件和要求建立各类标准,如材质、切口形式、材料、结构连接形式、扶强材端部形式、折边形式、肘板形式等。该项工作通常由项目负责人或由项目负责人责成他人完成,一旦确定则不能修改,否则所建模型将会有较大返工。图1是根据本船特点所建立的贯穿切口形式"308"。
1.3 建立平面板架。通过人机对话形式先后输入板架名、板周界信息,板架是左舷、右舷还是跨中且是否对称,板缝、板厚、理论线方向、板上的加强筋甚至余量、收缩余量等;然后自动生成 SCH 文件,存放在结构数据库里,这样一块平面板架就生成了。TRIBON软件还可以生成折角板架、槽型舱壁、波形舱壁等各类板架。
1.4 建立曲面板架。平面板架和曲面板架可同时建模,可以通过人机对话的形式生成。与建立平面板架不同的是输入时应按顺序输入该船外板的板缝、加强筋、板架名、板厚、开孔等,通过打断和收集来最后生成各分段曲面板架,生成后的板架放在结构数据库里。
1.5 立体建模完成后,其他专业可交叉进行设计。轮机设计师可根据船体 TRIBON 建模后的立体模型绘制该船的燃油舱加热管安装图。根据安装图可得到燃油管在船体结构上的准确开孔位置。船体结构工程师可根据该燃油管开孔位置图,在TRIBON建模时就设置这些开孔,避免现场开孔或因开孔位置不准确给施工带来的麻烦,提高了图纸质量。
1.6 分板。若模型建立无误,自动运行程序完成分板这一过程通常只需几分钟,其将立体板架分成平面的板材和型材,平面板材存放在板材数据库,平面型材存放在型材数据库。这一做法不仅彻底改变了以往船体结构需要人工放样的方法且便于日后提取板材和型材的数据信息,进行编号、装配、焊接、套料等,直接指导生产、出图及计算重量重心、出零件清单等。
1.7 自动编号。设计人员根据程序要求编制编号语句,规定型材、肘板编号规则等。比如骨材编号从601开始,肘板编号从301开始往下延续。通过运行编号语句给每一块板和骨材及所有零件编上一个号码,改变了以往在图纸上手工编号的方法,节省了大量人力和时间。
1.8 装配与套料。设计人员可以通过程序建立各船体构件安装树,可以通过人机对话形式生成且直接指导生产,省去以往人工编写工艺流程的方法,但该环节要求装配人员懂工艺制造方法。通过人机对话的形式还可将一块块零件布置在一张张钢板上,省去以往人工套料费时费力的方法,但要求套料人员必须仔细认真。若是高强度钢,取材时就一定要取高强度钢,否则将误导生产,造成大量返工。
1.9 出图。设计人员可以通过立体模型生成详细的平面结构图。因为TRIBON能快速给出船体结构每一处、每一个你想看到的剖面情况,所以针对复杂区域,可以多剖几个剖面。通过各剖面情况,可以很快发现问题,然后再修改设计。由于TRIBON软件自身有拓扑关系,模型修改后,只要刷新一下,各剖面就会自动完成修改。
二、TRIBON的应用前景展望
从船舶设计的实际操作中发现,很多新手很难看懂结构图,尤其是机电专业的结构图。TRIBON解决了这一难题,它接近实船的空间模型,更有利于各个专业的协调与配合。
目前平面建模模块在应用上是以分段为单位进行建模的,这将导致横舱壁或纵舱壁要许多人按分段划分分别来建模。但TRIBON系统提供了Jumbo Panel(即大板架)的建模功能,而且还具有Panel Jumbo Split功能,也就是说许多主体结构可以用大板架来统一建模,然后分割到各分段中去,结构细节由各人完善。由此,可在全船展开大板架主结构建模,可显著提高建模的效率。涂装方面也需用装配计划模块,可以根据需要生成立体消隐图,而且系统可以比较方便地提供部分涂装面积数据。这两者对于涂装工艺而言是必需的,故可以考虑涂装工艺放到TRIBON系统中来做,实现数据、图形资源的共享,减少不必要的重复劳动,节省了工作时间。装配计划和焊接计划两个模块结合使用,在1007船出图形式的基础上,进一步采
纳生产部门和管理部门的意见,综合优化后投入使用,这不仅是TRIBON应用方面的又一重大突破,更是推进"一级定额",提升管理力度、管理水平的质的飞跃。
完善生产设计的编码系统,包括船体生产设计编码与舾装生产设计编码,使它们与TRIBON内部的零件代码系统相匹配。结合船舶工厂的实际需要,开发数据与图形接口及应用程序,使工厂原有设备能与TRIBON系统连接起来,充分发挥该系统的功能。还包括对汉字显示与打印的开发利用,使TRIBON软件的使用更加适合中国的国情发展。
三、结束语
开发利用好TRIBON系统,有利于更加深入有效的开展造船生产设计,节省了设计时间,缩短了造船周期,增强了企业的制造能力和参与国际竞争的能力,促使我国的造船水平位于世界前列。
参考文献:
[1]屠潭泓,钱汝娟,许金堂,刘运杰.浅谈Cadwin软件在Tribon套料中的应用[J].黑龙江科技信息.2013(22)
[2]高宝坤,周玉龙.基于TRIBON平台及数据库技术的船体总纵强度计算[J].江苏船舶.2011(05)
[3]邸立强.基于NuCAS系统的船舶结构有限元模型快速生成研究[D].哈尔滨工程大学2012
[4]苏成冠.船舶起居舱室三维参数化仿真设计方法研究[D].大连海事大学2009
[5]蒲海.基于有限元法的前后处理器的二次开发及应用[D].江南大学2008