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1、HD-SHM软件使用讲解,广东海洋大学 张娟,HD-SHM2000船体建造系统 船体线型光顺系统,HD-SHM船体线型系统是HD-SHM2000系统的一个分系统。HD-SHM船体线型系统包括线型三向光顺、TRIBON接口、生成型值表、样条转换、拼接全船型线、外板肋位文件生成及甲板抛势表生成。,使用过程中，作以下约定: 系统输入输出文件中的尺寸数据以毫米为单位。 文件名中?是与工作子目录名的最后二个字符相同的船号编码。 船长座标是指到0号肋骨的距离，正肋骨方向为正，负肋骨方向为负。,系统的启动,（1）从HD-SHM2000,（2）从cad中启动，点击型线光顺图标，则可以启动。,2.系统界面,一、
2、三向光顺的数学模型,该系统是通过对船体曲面上的型线进行光顺来达到船体曲面光顺的。型线的取法有下述几种： 1、水平剖面线，可取若干高度值来获取一组水线。 2、纵向剖面线，可取若干半宽来获取一组纵剖线。 3、横向剖面线，可取若干离舯值来获取一组站线，另取若干离舯值来获取一组肋骨线。 4、空间曲线，它是控制船型的主要曲线，有折角线、切点线、轮廓线三种类型，作为三向光顺时的控制曲线。 5、甲板线，是船舶甲板与船壳的交线，它也是一种空间曲线，不参加三向光顺，由甲板中纵剖线（中昂）根据甲板抛势翻出。 6、其他剖面线及空间曲线。如船体圆头切点线、底平切点线、艉封板线等。,所谓三向光顺即指上述曲线在水平面、纵
3、剖面、横剖面上的投影曲线都达到光顺，而这些曲线是由许多型值点经拟合连接而成的。在该系统中，曲线上的型值点以及首末点导数都是由数据表（以下称型值表）提供的。,该系统根据横剖线的类型分成站线三向光顺和肋骨光顺两种处理方法，用户可先进行站线三向光顺，然后在光顺后的水平面和纵剖面上插值生成肋骨型值表，最后进行肋骨光顺生成肋骨样条文件。 该系统是将全船分成前后两部分，分别对其进行光顺的。前后两部分的船长方向坐标都是离舯值。当船体无平行纵体时，前后半船必须有重叠部分，并且保证在重叠部分的各站线和肋骨线上的水线半宽和纵剖线高度型值必须一致。,二船体线型放样的简单介绍,在型线三向光顺系统中, 单根型线的型值点
4、光顺采用圆率序列方法。 该方法可直接对型值点进行光顺性判别和修改。 型值点的圆率序列实质上是型值点二次差商序列概念的进一步发展。 它由相邻三点型值组成中间一点的圆率。 型值点的圆率序列的符号反映了型线的弯曲方向, 其绝对值则反映了型线的弯曲程度,型值点光顺性判别准则为: (a) 型值点圆率序列没有多余的变号，即我们称之为“粗光顺“ (b) 型值点圆率序列的一次差没有连续变号，即我们称之为“精光顺“。 在本光顺程序中首先对型线型值点求出圆率、圆率一次差、圆率二次差, 然后根据圆率、圆率一次差自动判别其光顺性。,序号 离舯距 半宽 圆率 圆率一次差 圆率二次差 1 36820.1406 13000
5、.0000 -.0041 .0000 -.0010 2 41250.0000 12960.0000 -.0083 -.0042 -.0010 3 49500.0000 12450.0000 -.0134 -.0051 .0003 4 52716.8789 12000.0000 -.0159 -.0025 -.0013 5 57551.0703 11000.0000 -.0164 -.0006 .0004 6 57750.0000 10950.0000 -.0169 -.0005 -.0005 7 61087.4297 10000.0000 -.0162 .0007 -.0009 8 64003
6、.1484 9000.0000 -.0139 .0023 .0001 9 66000.0000 8233.2090 -.0125 .0014 -.0004 10 70125.0000 6449.8018 -.0082 .0043 .0000 11 74250.0000 4481.4300 -.0039 .0043 .0022 12 76500.0000 3369.5592 -.0049 -.0010 .0113 13 77100.0000 3067.2571 -.0195 -.0146 .0055 14 77700.0000 2755.0000 -.0453 -.0258 .0182 15 7
7、8375.0000 2375.0000 -.1139 -.0686 -.0203 16 80070.0000 1000.0000 -.2296 -.1156 .2536 17 80389.0000 500.0000 -.5835 -.3539 .2084 18 80458.0000 300.0000 -.9925 -.4090 -.3284 19 80483.5000 100.0000 -.7409 .2516 -.2247 20 80485.0000 .0000 -.2799 .4610 -.2247,1 38003.4609 13000.0000 -.0038 .0000 -.0011 2
8、 41250.0000 12980.0000 -.0074 -.0036 -.0011 3 49500.0000 12576.0000 -.0126 -.0052 -.0000 4 53928.6016 12000.0000 -.0154 -.0028 -.0010 5 57750.0000 11250.0000 -.0161 -.0006 -.0000 6 58799.9219 11000.0000 -.0162 -.0001 -.0002 7 62376.9219 10000.0000 -.0158 .0004 -.0008 8 66000.0000 8750.5938 -.0136 .0
9、021 -.0007 9 70125.0000 7061.5488 -.0096 .0040 -.0018 10 74250.0000 5160.1699 -.0019 .0077 .0018 11 76500.0000 4104.5322 -.0005 .0014 .0037 12 77100.0000 3822.4319 -.0048 -.0043 .0043 13 77700.0000 3538.0000 -.0177 -.0129 .0094 14 78375.0000 3207.6201 -.0523 -.0347 -.0216 15 78767.5938 3000.0000 -.0
10、384 .0139 .0196 16 80463.4297 2000.0000 -.0831 -.0447 .1023 17 81698.0000 1000.0000 -.3040 -.2209 .2135 18 82009.0000 500.0000 -.6785 -.3745 .0216 19 82067.5000 300.0000 -.8404 -.1618 -.2086 20 82090.0391 100.0000 -.5865 .2538 -.0027 21 82092.4219 .0000 -.4563 .1303 -.0027,1 36820.1406 13000.0000 -.
11、0041 .0000 -.0010 2 41250.0000 12960.0000 -.0083 -.0042 -.0010 3 49500.0000 12450.0000 -.0134 -.0051 .0003 4 52716.8789 12000.0000 -.0159 -.0025 -.0013 5 57551.0703 11000.0000 -.0169 -.0006 .0004 6 57750.0000 10950.0000 -.0169 -.0005 -.0005 7 61087.4297 10000.0000 -.1062 .0007 -.0009 8 64003.1484 90
12、00.0000 -.0139 .0023 .0010 9 66000.0000 8233.2090 -.0140 -.0001 -.0021 10 70125.0000 6425.0000 -.0076 .0063 -.0000 11 74250.0000 4443.3052 -.0011 .0065 -.0022 12 76500.0000 3351.5801 .0058 .0069 .0501 13 77100.0000 3067.2571 -.0557 -.0615 -.0362 14 77700.0000 2755.0000 -.0453 .0104 .0375 15 78375.00
13、00 2375.0000 -.1139 -.0686 -.0203 16 80070.0000 1000.0000 -.2296 -.1156 .2536 17 80389.0000 500.0000 -.5835 -.3539 .2084 18 80458.0000 300.0000 -.9925 -.4090 -.3284 19 80483.5000 100.0000 -.7409 .2516 -.2247 20 80485.0000 .0000 -.2799 .4610 -.2247,三、系统功能,该系统有下列主要功能： 1、存取船体型值表，将船体型值表从文件读入内存或建立新船。 2、型
14、线显示控制，决定要显示的型线以及要处理的横剖线类型（是站线 还是肋骨线）。还可进行前后半船的型线图形对接。 3、光顺前处理，对边界线及空间曲线等进行自动光顺，并可执行水线和 站线的二向光顺和水线圆头切点线光顺。 4、站线自动三向光顺，自动对站线、水线和纵剖线型线进行三向光顺。 5、单根型线的交互三向光顺，交互光顺一根型线，并自动修改三向相关 的型线。 6、图形输入型线，利用ACAD图形生成型线上的型值点。,7、定义或删除型线，可定义新型线或删除已有型线以及设置船型信息等。 8、编辑型值表，可编辑该系统的所有型值表。 9、插值整根型线，可在水线面、纵剖面、横剖面上插值整根剖面型线。 10、显示斜
15、剖线，在水平、纵剖、横剖面上进行斜剖插值检查，还可以生成斜 剖线样条文件。 11、生成甲板线，根据甲板中昂及甲板抛势翻出站线或肋骨型值的甲板边线。 12、插值水线纵剖线交点型值表，在水线面上插值整张水纵交点型值表。 13、生成肋骨型值表，插值水平面和纵剖面上所有型线（水线、纵剖线、空间 曲线、甲板线等），生成所有肋骨型值表。,14、肋骨线自动光顺，对肋骨线进行自动光顺。 15、单根肋骨线的交互光顺，交互光顺一根肋骨线。 16、肋骨线转站线，将肋骨线转换成站线，使其能参加三向光顺。 17、删除甲板以上的肋骨型值，从肋骨型值表中删除指定范围内比指定甲板边 线高的肋骨型值。 18、肋骨三向检查，检查
16、带肋骨型值的水线和纵剖线的光顺性，并且生成相应 的样条文件。 19、生成三向型线样条文件，将站线及其他型线样条，按投影面分别生成水线 面、纵剖面、横剖面上的所有型线的样条文件。 20、打印型值表，将所有型值表按表格形式输出到一个文件中，供打印或保 存。 21、生成肋骨样条文件，生成横剖面上所有带肋骨型值的型线的样条文件，提 供给结构、外板程序使用。 22、打印加密的肋骨型值表，以给定的比例，按表格形式将肋骨型值表输出到 一个文件中，提供给手工放样者。 23、存船体型值表，将内存中的船体型值表存回到文件中。,四、数据文件说明,本光顺系统以半艘船为光顺对象，一般情况以10站作为分舯，分前后半艘分别
17、光顺。 以10站和中纵剖线的交点作为座标原点，对后半艘船的船长方向，x方向取为向艉方向。 在光顺时，水线面以为船长离舯，为半宽。 纵剖面以为船长离舯，为高度。 横剖面以为高度 ，为半度。,在填写型值表时，无数据均填1E30，在交互光顺操作中以“-”号显示，也可以输入 “-”号表示无数据。 在每个数据文件中，每个数据表项之间以55555作为分隔符。 在完成光顺后，输出的光顺型值表均和输入型值表格式相同。,文件名：SBIxxx.DAT,1、船型基本信息,xxx 为三位字符的船名代码(以后所出现xxx均为船名代码),2、站线离舯、水线高、纵剖宽信息,文件名：SDIxxx.DAT,3、水线信息,文件名
18、: SWDxxx.DAT,4、纵剖线信息,文件名: SBDxxx.DAT,5、站线首末点信息,文件名：SSDxxx.DAT,6、纵剖线、水线交点表 文件名：SIDxxx.DAT 7、上层建筑信息 文件名：SDDxxx.DAT 8、空间线信息 文件名：SKDxxx.DAT 9、抛势信息 文件名：SDKxxx.DAT 10、控制属性表 文件名：STDxxx 11、肋骨型值表 文件名：FBxxx ，文件名：FHxxx，文件名：FMHxxx ，文件名：FMBxxx 文件名：TFMxxx 12、其它数据 文件名：SODxxx,五、定义编辑型线和设置网格线,1、进入本系统,首先在ACAD中输入(arxlo
19、ad “HDSHM系统目录/HDFAIR“)命令将本系统调入。,选“读船体型值表”后，系统进入选择船体型值表船名的对话框，,船名框中，型值表状态由三个字母组成： 第一个字母表示肋骨型值表的有无，“S”为无、“F”为有， 第二个字母表示船的前后方向，“F”为前半艏，“B”为后半艏， 第三个字母表示船的类型，“T”为有艉封板，“N”为一般船型。 本例中的型值表状态则为SBT.,2、主菜单,3、型线显示控制,设置“型线高度”后所显示的剖面线都将带有高度， 这样就可以分别得到三个（水线、纵剖线和横剖线）简单的型线立体图。,3、定义或删除型线,4、型值表填表细节,站线水线交点表：半宽值； 站线纵剖线交点
20、表：高度值；型值表上没有的可以不用填，后面再改； 纵剖线水线交点表：离舯值；,纵剖线与水线的交点表，一般只需填写0纵剖和边平纵剖与所有水线的交点离舯。,对于有多值的交点，在数字前面显示一个“*”号来表示，编辑时，多值数据在后两个编辑框中。,该表由二十个水线控制点（离舯宽度）、水线首末导数和水线圆头半径 圆心三部分组成。 首末导数在一般情况下可以不填； 当水线有圆头且尚未插值小直剖时，必须填写圆头半径和圆心高度，当圆头末点不在0纵剖线上时，还需填写圆心的离舯。在插值了小直剖后，应该去掉圆头半径，并将水线末点导数填-999999。,水线控制信息表：,该表由二十个纵剖线控制点（离舯高度）和纵剖线首末
21、导数组成。特殊控制点的意义如下： 第一点：当该纵剖线宽于0水线而且船体有平行纵体时，填平行纵体在该 纵剖线上的结束点。 第二点：当该纵剖线比最高水线与艉封板的交点宽度窄时，该点填该纵剖 线与艉封板的交点，只需填高度，离舯由光顺前处理自动生成。 第七点：该点一般不能填，仅当纵剖线样条的首点不正确时填写样条首 点，可以同时将它设置为走向控制点。 纵剖线首点导数在有平行纵体时一般为0，末点导数一般不填； 当有艉封板时，必须将艉封板的纵剖斜率填入0纵剖线的末点导数。,纵剖线控制信息表,站线控制信息表,该表由二十个站线控制点（高度宽度）和站线首末导数组成。 特殊控制点的意义如下： 第一点：填该站线上与0
22、纵剖线的交点等高的平底最大宽度。 第七点：填该站线的首点，仅当站线样条首点不对时才需填写，可以同时将它 设置为走向控制点。 一般情况下，E1H、E1B为首点， E2H、E2B为末点； E7H、E7B一旦添加数据，则为首点， E1H、E1B为一般点； 根据x的值判断首点、末点；,型线导入的方法： 输入型值表 将原型线图的CAD线通过复制粘贴转移到新的系统 中，同时通过选择型线样条将其转化为型线；,在初始输入型值和初始型线处理时，对特殊型线先不处理。 稍后再通过特殊型线来进行处理。 如：尾封板线、水线圆头、尾轴孔等。,一、艉封板线（1）,当船有艉封板时，应该首先将船型信息中的船型设置成艉封板型；
23、然后将艉封板首点的半宽填入第一根水线的第四个控制点中（其离舯不能 填）；E4B,W0.000 将其离舯和高度填入中纵剖线的第二个控制点中；(E2L, E2H) 将艉封板的斜率填入中纵剖线的末导数中； 将艉封板与各水线交点的半宽填入水线第三个控制点中； (E3B) 将艉封板与各纵剖线交点的高度填入纵剖线第二个控制点中； E2H 将艉封板与甲板线的交点高度填入甲板线末点中。(待设置甲板线之后再做),这样在光顺前处理中选做光顺艉封板就可将 艉封板与各型线的交点完全求出来。 另外还可以将艉封板与站线的交点填入站线第三个控制点中； 将艉封板与空间线的交点填入空间线第二个控制点中； 将艉封板与肋骨线的交点
24、填入肋骨线第一个控制点中。,一、艉封板线（2）,前面所生成的型线之所以没有到达轮廓边缘，是因为我们还没有定义转向轮廓线等空间线。在手工绘图时，是首先绘制轮廓线等空间线，在这里一般可以不这样做，可以先生成不完整的型线然后再定义空间线。,然后再复制原图中的横剖线图中的尾封板CAD线，将其转化成横向空间线； 1、空间线定义,二、水线圆头,船体的水线在首部和尾部与船体的艏柱和尾柱相交时形成艏艉圆弧，水线的端点其实就是如艏艉圆弧相切的切点。 如果我们能够得到这些圆弧的相关信息就可以准确地得到水线的端点条件了。,C1R表示圆头的半径；C1L表示圆心的距舯值；C1B表示圆心的半宽值（即距离中纵剖线的距离）。
25、,1、水线圆头的圆心线和切点线,水线圆头的半径和圆心有一个专门的型值表填写； 而切点线只能将它与各水线的交点填在水线控制点表的第二点中。 这时水线的末导数应该填水线在切点处的导数，而当切点或半径未填写时，水线的末导数应填与中纵剖线交点出的导数。而切点和水线末导数是由光顺前处理同时生成的，删除时也应该同时删除。,船体型线交互三向光顺系统 光顺前处理功能,本系统提供了一些特殊船型的自动处理功能，利用这些功能就可以在三向光顺之前对船体进行预处理以使三向光顺得出满足船型的结果。 另外，为了保证三向光顺能顺利进行，船体边界线在三向光顺时是不会修改的，这些型线也需要在三向光顺之前进行处理。 在本系统中，将
26、上述两个处理功能合并起来，叫做前处理功能。 在前处理中可以处理的边界线有：基线、中纵剖线、边平线、平底线、斜底线等; 同时它可以进行特殊船型型线处理：艉封板线、空间线、水线圆头切点线、底平升高线等，另外还可以进行水线站线的二向光顺。,船体型线交互三向光顺系统 删除水线圆头信息,此菜单用于自动删除水线圆头信息，并且修改相应的型值表。 具体修改情况是：删除各水线的圆头半径和圆头切点型值，将各水线的末点导数修改为-9999。,船体型线交互三向光顺系统 单根型线交互光顺 控制点功能,在本系统中由于采用自动排序型值点生成型线，因此其排序效果取决于型值点的分布情况。在一般情况下，自动排序都能圆满地得出正确
27、的型线，但是对于一些弯度特别大的型线（如隧道型船或双体船），如果站距比较大，则会出现不正确的排序，导致型线图形出现错误，这时可以加入控制点来控制型线的排序，以得出正确的型线。,根据控制点的作用，可以将控制点分成四类： 1、一般，这种控制点既控制了型线的走向，有使型线通过该点，达到调整型线的 作用。 2、走向，这种控制点只控制型线的走向，型线不通过此点。根据走向的不同控制方 法，又可以分走向X、走向Y、走向C。,“走向X”表示从该点开始型线按X坐标分量的大小排列， “走向Y”表示从该点开始型线按Y坐标分量的大小排列， “走向C”表示一般的走向控制点，,3、固定，这种控制点除了有一般控制点一样的作
28、用外，其值不允许修改。 “固定”表示在此方向上不能修改， 4、折角，这种控制点除了有固定控制点一样的作用外，使型线在该点产生折角。 “折角”表示此型值点在型线上是一个折角点。,甲板中心线,每根甲板中心线，都有一个甲板抛势样条与之对应。 这样，就可以根据一根甲板中心线和其对应的抛势样条翻出所有与此甲板中心线对应的甲板边线。,甲板中心线的定义也是在“定义编辑型线”对话框中进行的。 在定义甲板时，如果在甲板序号后添加一个“C”，则表示从该甲板序号开始的甲板边线使用一根新的甲板中心线（与比该序号小的甲板边线所使用的甲板中心线不同）。 由于第一根甲板边线必须要有甲板中心线，所以定义第一根甲板边线时可以不
29、用输入C字母，系统会自动添上的。,甲板中心线型值在“编辑型值表”中的行名或列名以Dc打头。,船体型线交互三向光顺系统 甲板边线翻中心线,要成功地倒翻甲板中心线，必须先做好如下工作： 1. 在定义编辑型线中，设置要各甲板边线和中心线。,3.选择甲板抛势样条，输入各甲板中心线对应的抛势样条。,甲板生成方法（甲板翻法）由一个实数“H.B”表示，其中“H”表示所翻的高度“B”表示生成边昂（甲板边线）的方法，如下所述： B=0时为基准中昂（甲板中心线）加H翻边昂 B=1时为前一甲板边昂H,求出边昂宽 B=5时为基准边昂H,求出边昂宽 用1E30或“-”表示不翻此层甲板边昂。,2.复制甲板边线，转换为型线样条,梁拱种类,点个数,半径,延伸到全船,甲板中昂高度： DC甲板中昂序号H,4.输入甲板线控制信息表,甲板边线高度： D甲板边线序号H 甲板边线宽度： D甲板边线序号B 甲板边线离舯： D甲板边线序号L 甲板中昂高度： DC甲板中昂序号H,5、在编辑型值表中选择站线甲板线交点表，输入各甲板中心线对应的基准边线的高度和宽度。,6、点击“甲板边线翻甲板中心线”,各基准边线的型值都被删除，因此在倒翻甲板中心线前必须将站线延伸好，这样才可以重新生成正确的甲板边线。,