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　　摘要：为了保证作业要求，海工船舶通常都配备DP动力定位系统，并会优先选用全回转推进器，而该位置的船体结构和线型都比较复杂，精确建模难度很大。本文以“海洋石油286”为实例，开展全回转推进器位置船体结构的三维精确建模的研究，获得了一套三维建模及数字放样解决方案，为相似结构建模提供参考，达到快速准确建模的目的。

　　关键词：全回转推进器；SPD；曲面结构精确建模；双斜

　　中图分类号：U664.3文献标识码：A

　　Modeling exactly for hull structure in azimuth thruster space

　　ZHAO Jinrong, LU Yuanyuan

　　( CSSC Huangpu Wenchong Shipyard Company Limited, Guangzhou 510715 )

　　Abstract: DP system usually to be equipped for Offshore Construction Vessel for operation, ship with DP system always equipped with azimuth thruster. But hull structure and lines for this space is very complicated, so it`s very difficult to modeling exactly. This paper take “Hai Yang Shi You 286” for example, attained one method for modeling exactly, this method can be applied to similar hull structures.

　　Key words: azimuth thruster; SPD;modeling exactly for curved structure; both transverse and longitudinal structure have inclination

　　1前言

　　海工类船舶为了获得优秀的船舶操纵性能，以及满足各DP等级的要求，一般会采用全回转推进器、侧推进器等装置。这些设备体积较大，而且定位较特殊。其中以全回转推进器装置为例，通常会采用双斜筒体的布置形式，以满足性能和布置的要求，这种形式给设备的安装定位及结构建模带来了一定的难度。

　　公司在建的“海洋石油286”，主推为全回转式推进器，它的基座结构为焊接连接的圆筒形式，安装定位时在横向和纵向均有倾角，并且圆筒周围附着有定位较为复杂的加强结构。分析此区域结构我们发现，运用SPD软件进行结构精确建模的关键，在于是否能够准确获得双斜结构的定位数据。

　　圆筒曲面上的定位数据通常难以简单快速获得，导致在快速建模时缺少必要的定位数据，曲面上附着的加强结构建模更是无法进行。设计人员传统的做法是省略定位数据的求解，采用简易的方法解决：用平面作图法表达较为复杂的曲面和定位在曲面上或斜平面上的结构，并给出大致的定位后，交予数放阶段进行手工放样，最后现场根据实际定位拉线数据安装到位。这种方法会造成结构形式表述不清，无法给其他专业提供准确的放样依据，同时也给数放以及现场施工作业增加了难度。为了解决这一难题，本课题通过“海洋石油286”的实际建模研究，结合几何求解计算，得出了一套快捷准确的筒体结构建模方法。

　　2结构建模难点分析

　　以“海洋石油286”为例，根据详细设计的尾部结构图及设备资料，推进器基座及加强结构形式为：圆柱形筒体、筒体上端电机平台及平台下加强肘板、法兰面处的平台及加强圈、筒体底部肘板，如图1所示。

　　（1）圆柱筒体，是一个沿船长、船宽方向均有倾斜角度的圆柱形结构，即中心轴线双斜的圆柱。

　　（2）垂直于筒体中心轴线的斜平面结构，如图1中E-E剖面图以及F-F、G-G、H-H、J-J所示剖面位置。

　　（3）筒体周围的肘板结构，如E-E剖面所示。筒体上端电机平台下，按照一定的圆心角，布置有垂直于斜平面的肘板加强。

　　可见，建模所需解决的难点有：①双斜圆柱的中心轴线的确定；②截交圆柱斜平面的定位；③肘板的定位。

　　3定位数据的求取方法

　　3.1双斜圆柱的中心轴线的确定

　　简化模型，将中心轴线置于任意三维空间内，可以得到图2所示形式。根据两点确定一条直线的方法，确定A、B两点的空间坐标即可确定轴线。

　　图2中心轴线置于任意三维空间内得到的形式

　　根据设备资料，已知点A坐标（X1，Y1，Z1），轴线沿船长方向倾斜角为α，沿船宽方向倾斜角为β，圆柱的直径为 D，A、B两点距离为a，求B点（X2，Y2，Z2）。

　　当a值确定时，根据图2可得：

　　ΔX2+ΔY2+ΔZ2=a2

　　ΔX==ΔZ2·tan a

　　ΔY==ΔZ2·tan β

　　其中：ΔX、ΔY、ΔZ为点B与点A的相对坐标值。

　　求解上述方程得：

　　 （1）

　　由A （X1，Y1，Z1）、B（X2，Y2，Z2） 两点坐标，即可确定双斜圆柱的中心轴线。

　　3.2截交圆柱斜平面的定位

　　根据任意三点确定一平面原理，为了得到截交圆柱且垂直于中心轴线的斜平面，必须求得斜面上另外两点M1（X3，Y3，Z3）、M2（X4，Y4，Z4）的坐标。为了方便计算，取点M1为斜平面在XOZ平面上的点，取 点M2为斜平面在YOZ平面上的点。

　　图3m1·m2为任意值