3D打印技术在舰船管系三维建模设计中的应用

为提升复杂结构舰船管系的设计灵活性,研究3D打印技术在舰船管系三维建模设计中的应用。利用CAD软件建立舰船管系的二维模型,依据舰船管系三角面片的交线段,确定舰船管系的点、线、面关系,将其转换为舰船管系三维模型。将舰船管系三维模型,导入切片软件中,利用切片引擎运行3D打印切片引擎增强处理算法,切片处理舰船管系三维模型,输出舰船管系三维模型的Gcode代码文件。将Gcode代码导入3D打印机,采用Z字填充法填充舰船管系3D打印材料,实现舰船管系模型的3D打印。实验结果表明,该方法可以精准打印舰船管系三维模型,打印结果的尺寸偏差小,提升了舰船管系设计的灵活性。

基于3D打印技术的舰船航行环境三维建模方法

通过模拟不同的舰船航行场景和紧急情况,操作人员可以在安全的虚拟环境中进行实践,提高应对实际航行中可能遇到的各种情况的能力,为此提出基于3D打印技术的舰船航行环境三维建模方法。该方法采集舰船航行区域卫星的测高数据,以该数据为基础使用扰动重力反演方式对舰船航行环境的海底地形进行建模,对其进行纹理映射处理,得到舰船航行环境中的海底地形环境;再以舰船的尺寸、重量、材料等参数数据以及舰船场景图像作为基础,使用虚拟现实技术中的3Dmax软件构建舰船三维模型并纹理映射后,得到舰船三维模型,以舰船航行的海底地形三维模型和舰船三维模型为基础,采用光固化3D打印机打印海底地形三维模型和舰船三维模型后,得到现实的舰船航行环境三维建模结果。实验表明,该方法具备较强的扰动重力反演能力,可有效得到舰船航行的海底地形三维模型,以及建立舰船三维模型能力较佳,同时可有效运用3D打印机打印舰船三维模型和海底地形三维模型,应用效果较好。

基于虚拟现实技术的船舶航行实景三维模型设计

为提升船舶驾驶人员及船员的船舶整体认知以及海况应对能力,确保船舶航行以及作业安全,设计基于虚拟现实技术的船舶航行实景三维模型。按船舶航行需遵循的物理定律以及原理,建立船舶航行运动姿态数学模型,并通过3Dmax构建船舶航行环境实体以及地形模型,利用PM海浪谱法构建海表面三维模型,而后通过Unity3D虚拟现实仿真软件驱动调整构建的三维模型,并对所构船舶三维模型采用改进混合包围盒法实施碰撞检测,把地形以及海浪等实际数据信息融入到导入的模型之中,仿真模拟船舶航行实景,实现人机交互。实验结果表明,基于虚拟现实技术实现的船舶航行实景三维模型,可较为真实模拟船舶航行实景,为确保船舶航行以及作业安全提供可靠参考与保障。

基于计算机视觉的舰船模型三维重建方法

为保证舰船模型三维重建的完整性以及细节程度,提出基于计算机视觉的舰船模型三维重建方法。基于双目立体视觉计算全局舰船目标点云坐标,生成舰船全局的三维点云数据;多视角点云配准方法对该数据进行配准后,输入多尺度特征递归卷积的稠密点云重建网络模型中,通过该模型生成舰船模型三维深度图,在此基础上,利用运动结构法完成舰船深度图中的三维曲线重建,对舰船模型进行颜色渲染,输出舰船模型三维重建结果。测试结果显示,该方法能够完成不同图像之间对应点的可靠匹配,确定各点的坐标位置;三维重建后模型的空间偏差均在0.015以下;能够较好地完成舰船结构的重建,重建后舰船模型的完整性较好,清晰呈现舰船的结构细节。

3D技术在船舶设计平台的应用

近年来,计算机技术的成熟使船舶数字化设计成为可能,不仅提高了船舶设计的质量,还极大地缩短了船舶的生产周期,降低了生产成本。3D数字化设计技术是一种基于3D软件、互联网的新技术,在机械结构的三维建模与仿真等方面有明显的优势。本文结合3D数字化设计软件Solidworks,构建了船舶3D设计与仿真平台,并分析了船舶数字化设计的三维建模过程。

3D打印技术在游船造型设计中的应用

为探索3D打印技术在游船造型设计中应用的有效性,优化3D打印游船实物模型的步骤与方法。在分析游船造型特征基础上,提出了3D打印技术在游船造型设计中的应用方式与流程。并以251客位45米双体游船为例,应用Rhino进行船舶建模和数据优化,进行3D打印技术设备与工艺选型、参数设置、3D打印。实践表明对于具有单件或小批量、体量大、造型复杂、材质多样化特点的船舶造型,需要培养面向3D打印技术原理的数字化建模思维,并配合恰当的工艺组合策略,才能有效发挥3D打印技术的优势。

复杂线型铸件生产设计应用Rhino软件探讨

本文指出了船舶设计软件在复杂线型铸件建模方面存在的问题,提出解决方案。文章以某散货船尾轴榖、锚唇铸件设计为例,基于Rhino软件探讨复杂线型铸件的精细化建模、铸件与船体结构一体化设计、铸件制作图及检验样的生产设计方法,总结复杂线型铸件的三维建模、制作图及检验样的新型生产设计方法。

船舶电气设计中电缆设计的研究

电缆设计在船舶电气设计领域起着至关重要的作用,其像船体的神经网络,贯穿整个系统,确保各个部件的顺畅运作。文章着眼于电缆设计过程中的核心问题——如何在不断变化的设计环境中保持设计的准确性和效率,采用了一种新颖的方法,融合了AutoCAD的详细设计图纸属性化处理和三维建模软件AM12的高级功能,从而在复杂的船舶电气设计中实现了电缆设计的高效和准确。研究表明,电缆册的构成复杂多变,受到多种因素的影响,如设备移位、节点变动等。面对这些挑战,提出了一套综合解决方案,包括对电缆路径和长度的动态调整及自动化错误检测。通过实际案例验证,该方法显著提高了设计的质量和效率,缩短了设计周期。这项研究不仅提高了船舶电气设计中电缆设计的准确性和效率,也为类似复杂工程设计领域提供了新的思路。

基于3D打印的船舶零件高精度设计方法

为保证船舶零件的契合程度和零件的制造质量,提出基于3D打印的船舶零件高精度设计方法。该方法采用激光扫描仪获取船舶零件的实体点云数据,采用模型特征策略,精简处理获取的船舶零件点云数据;依据该数据,利用扫描实体的表达方式重构船舶零件几何模型;在遵守3D打印约束的前提下,采用熔融沉积成型的3D打印技术打印船舶零件,并基于速度正交分解算法,优化3D打印喷头的扫描路径,提升打印精度,保证零件的高精度设计。测试结果显示:该方法具有良好的点云数据的精简处理效果,表面积变化率均在3%以内;打印的误差结果最大值为-0.022 mm,打印喷嘴在x,y,z三个方向上的误差0.24 mm以下,能够保证船舶零件的高精度设计。

自航船模外壳3D打印工艺

为提高成型质量,降低制作成本,对自航船模外壳3D打印展开研究。通过对比不同种类3D打印机与打印材料的性能和价格,给出设备与耗材选型参考;通过对不同姿态的成型质量、打印时长和耗材消耗量的比较给出成型姿态选择建议;分析翘边的原因后,给出在平台未变形、微变形和严重变形3种情况下的预防翘边措施;由成型后的误差和制作成本得出,采用3D打印技术制作的自航船模外壳成本低、误差小。

基于3D打印的船舶清洗机器人造型设计与实践

为提高船舶清洗的效率,在研究国内已有船舶清洗设备的基础上,笔者采用空化射流原理,分析现有船舶清洗设备的外观造型结构,对船舶清洗机器人产品结构进行造型设计研究。通过人机分析实验、造型设计创作等途径,融合现代产品的造型艺术形式,结合现代生产制造手段,进行船舶清洗机器人的造型创新设计。仿真效果表明,所设计的船舶清洗机器人外观造型合理,具有较高的灵活性和可靠性,克服传统产品造型和结构设计的局限性,实现产品造型和结构的精细化、智能化和快速化设计,达到产品结构设计与造型创新的目标,为3D打印技术在产品外观造型和结构创意设计与实践提供借鉴和参考。

空间薄壁结构成型3D打印工艺实验研究——以红船模型打印为例

空间薄壁结构具有厚度远小于自身其他尺寸,承受曲面内的轴向力且弯矩小的特点,在3D打印中存在成型难控制的问题。文章以小型红船模型打印为例,采用逆向工程技术,采集红船模型数据并建模,采用3D打印技术,设置若干工况,研究了不同材料、打印速度、冷却方法等对模型成型的影响。

3D打印模型在船闸工程建设中的探索与实践

在上海国际航运服务中心项目西船闸工程建设过程中,针对其空间结构复杂、异形结构多、建设工期短、安装精度和管理协调要求高的特点,采用3D打印技术研制船闸实体比例模型,并深入应用于工程建设的各个环节,为同类工程应用3D打印技术进一步提升建设水平提供了技术和经验。

基于MBD的船舶管件三维工艺设计方法

针对目前船舶管件设计与制造阶段的不协同问题,提出一种基于MBD的船舶管件三维工艺设计方法,在三维环境下将船舶管件MBD设计模型作为工艺设计的基础,在工艺知识库的支持下实现工艺路线的自动规划、工艺信息的自动生成等工艺设计过程,基于MBD数据集规范定义方式生成用于指导加工制造过程的船舶管件MBD工艺模型,该方法将MBD模型作为唯一数据源,贯穿整个工艺设计过程,进而实现设计阶段与制造阶段的协同。

3DMax软件在制作船舶效果图中的应用

本文以亚运会花船为蓝本,主要介绍了使用3D Max软件建立船舶效果图的通用流程,给制作船舶效果图同行们提供一些借鉴。

A 2D/3D COUPLED MODEL FOR WAVE FORCES ON MOORED SHIPS IN A HARBOR

For the purpose of time-domain calculation of wave forces on moored ships ina harbor, the 2D/3D coupled numerical model was developed, in which the horizontally 2Dshallow-water wave model based on the improved Boussinesq equations was adopted for the calculationin the wide region located far from the ships while the 3D numerical model based on theReynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations was used in the limited region adjacent to theships. The domain connection technique with overlaping region between different model regions wasapplied and examined. It is shown that the present partially 3D hybrid model saves calculation timesignificantly compared to the full 3D model for the whole region and is capable of reproducing thecharacteristics of 3D and complicated flows around the ships and 3D hydrodynamic loads on them,which cannot be reproduced by the 2D model alone.

基于三维点云的船舱数字建模方法

运用三维激光扫描仪采集船舱点云空间数据,通过SCENE软件对点云数据进行去噪、平滑、压缩和拼接等数据清洗处理,保证建模精度和效率。将预处理合格的点云数据导入Geomagic Studio软件,建立点云封装模型,通过人工划分面片区域,提取模型空间轮廓线,进行曲面拟合得到船舱三维数字模型。误差分析表明,模型数据的精度满足预期要求。基于三维点云的船舱数字建模方法能够缩短现场测量时间,快速处理测量数据,提高船舶舱容计量工作效率。

基于多模态数据的水库三维模型构建与工程应用

针对库区早期单一测绘产品,已无法满足水库精细化管理这一问题,本文提出利用无人机倾斜摄影、无人船多波束测量技术分别获取库岸、水下海量数据,经过空三解算、匀光匀色、各项改正等一系列处理后,构建库岸、水下三维模型的方法,并通过图新地球软件一体化展示,供用户使用。以陈蔡水库为例,阐述了库岸、水域数据采集与处理的方法与特点,以及三维建模的流程。所构建的模型直观形象、系统全面地反映库区地物、地貌信息,既能应用于库区淹没范围计算、库容复核、库底坡度计算、泥沙淤积分析、绘制库区地形图等,也为后期库区运维管理系统、数字孪生库区建设提供了足够精准的时空数据。

AR技术下船舶导航系统交互界面设计

为充分利用AR技术优势设计船舶导航系统交互界面,合理展示船舶航行环境以及航行路线,确保船舶航行安全,提出AR技术下船舶导航系统交互界面设计方法。合理设计船舶导航系统交互界面架构,有效采集与预处理船舶航行环境信息,利用AR技术构建船舶航行环境三维虚拟模型,经法线贴图,凸显模型表面的细小轮廓特征后,使用改进插值算法完成模型渲染,增强模型高光效果,提升船舶航行环境以及航行路线可视化效果。实验结果表明,应用该方法能够设计出效果较好的船舶导航系统交互界面,导航效果理想,可确保船舶安全稳定航行。

船舶运动视景仿真系统设计与实现

在研究和设计船舶航行姿态控制系统时,经常应用计算机仿真,并结合其他专用物理效应设备对真实或假想的系统进行实验。该文结合山东省船舶控制工程与智能系统工程技术研究中心“船舶运动控制系统”项目,主要研究船舶横摇/艏摇运动三维实体虚拟现实建模技术。首先介绍船舶横摇/艏摇控制系统的数学模型,然后介绍船舶模型三维建模的实现过程,最后介绍该视景仿真系统的构成、MVC设计框图、UI界面层次结构及逻辑实现和VR虚拟现实系统技术路线等。程序设计语言采用C++编写,完成整体框架和控制通信指令部分。