技术领域
[0001] 本
发明涉及一种在造船过程中风管支架的设计方法。
背景技术
[0002] 在
船舶建造中，风管分为螺旋风管和方风管，相应的风管支架分为螺旋风管支架和方风管支架，
紧固件分别对应卡环和抱箍，此外为了实现装配配备
螺栓螺母。其中螺栓螺母是标准件。在目前
计算机辅助设计领域，
通风系统的设计，没有专
门的风管支架建模工具，设计人员通过手工方式逐个建立，而且卡环、抱箍由于多样性因而不建模，导致后续出图及材料统计基本通过人为计算，效率低、容易出错。
发明内容
[0003] 本发明旨在提供一种造船领域风管支架便于设计人员实现的设计方法。
[0004] 为了实现上述目的，本发明一种造船过程中风管支架及其连接件的设计实施方法，首先，建立风管支架及其连接件的模型
数据库，包括螺旋风管、方风管、螺旋风管支架和方风管支架两大类，以及连接卡环、抱箍模型；所述卡环配用于所述螺旋风管支架，所述抱箍配用于所述方风管支架；此外，还包括如下步骤：1)根据所述螺旋风管模型、方风管模型在待造船体的
位置，确定螺旋风管模型、方风管模型在船体结构中的坐标，并根据坐标和所述螺旋风管模型、方风管模型的
重心确定所述螺旋风管模型、方风管模型在船体结构上的走向；2)依照船体结构上的走向，将螺旋风管模型、方风管模型、螺旋风管支架模型和方风管支架模型，以及连接卡环模型、抱箍模型设计到船体结构中；其规则为：为了确定所述螺旋风管支架和方风管支架自身
角钢开口方向，需要先获取角钢开口朝向位置点，以所述螺旋风管模型或所述方风管模型长度方向上的中心线为旋
转轴将所述螺旋风管模型或所述方风管模型旋转至所述位置点，并因此确定所述螺旋风管模型、方风管模型、螺旋风管支架模型和方风管支架模型以及连接卡环模型、抱箍模型在船体结构中的位置。
[0005] 上述造船过程中风管支架及其连接件的设计实施方法，步骤1中，螺旋风管模型、方风管模型在船体结构中的坐标为船体结构上的三维坐标。
[0006] 本发明可以针对不同类型风管支架及卡环、抱箍，获得最佳建模效果。从而提高造船设计阶段的效率，为后续的造船操作打下良好
基础。
附图说明
[0007] 图1是螺旋风管支架及其连接件模型示意图；
[0008] 图2是方风管支架及其连接件示意图；
[0009] 图3是方风管支架建模示意图；
[0010] 图4是船体结构上局部位置风管支架及连接件的设计效果结构示意图。
具体实施方式
[0011] 参考附图1-4说明本发明一种实现风管支架及其连接件在船体结构上自动设计、建模的方法。该方法可以逐一细
化成以下实施步骤：
[0012] (1)实现不同种类、不同类型支架模型的建立，并形成模型数据库：
[0013] 风管支架模型包括螺旋风管支架模型和方风管支架模型两大种类。螺旋风管支架随着风管口径的不同，在规格、材质、角钢方向、
垫片选取和是否端切上有变化，外形基本一致；而方风管支架类型较多，有十几种，相应的抱箍材质随着方风管口径的变大也需要更改；设计初期，无需涉及支架及其连接件的安装，所以支架高度及其连接件走向均设置为三维坐标下的某一方向，如笛卡尔
坐标系下的+Z向。将高度、材质、垫片选取、起点坐标、走向、是否端切、模型
颜色等作为参数，实现不同支架的设计要求。
[0014] (2)将连接件卡环、抱箍
参数化建模：
[0015] 所述卡环配用于所述螺旋风管支架，所述抱箍配用于所述方风管支架。如图1所示，卡环模型2对应螺旋风管支架模型1，根据螺旋风管模型的管径绘制出卡环2的轮廓，形成立体图存储于模型库中，然后在部件库中建立与该卡环模型相关联的对应部件，完成一种规格卡环的设计建模。如图2所示，抱箍模型4对应方风管支架模型3，根据方风管规格，从相关属性文件中获取对应抱箍的宽、高、材质、类型等属性值，并作为参数实现不同规格抱箍建模。
[0016] (3)获取必要的支架建模信息和安装信息，在船体结构上设置支架模型：
[0017] 在各种类型支架、抱箍、卡环模型参数化实现后，需要在全船坐标系中实现对风管支架及其连接件的建模、安装，这期间要获取足够的建模安装信息，如图3所示：
[0018] a.拾取船体结构上的二维坐标点，同时获取船体结构的属性，将二维坐标点转换成全船坐标系的三维坐标点，获取重心及坐标转换矩阵；由三维坐标点与坐标转换矩阵计算出相对准确的船体结构上的坐标ph；用坐标ph与重心确定船体结构6的走向HullDir；
[0019] b.选取风管，获取风管部件连接矢量Vconn，指示并获取支架安装位置在风管中心线上的坐标Cloc，将坐标Cloc与船体坐标ph依照船体结构走向HullDir，计算得到模型路线route矢量和旋转方向rotation矢量；
[0020] c.确定支架自身角钢开口方向FlangeDir：需要先获取角钢开口朝向的大致点的位置(开口处的角钢如图3所示表示螺旋风管或方风管端部的开口)，由该点位置与风管中心线坐标Cloc及船体结构走向HullDir，风管部件连接矢量Vconn来确定支架旋转角度、
旋转轴及安装位置；即以所述螺旋风管模型或所述方风管模型长度方向上的中心线为旋转轴将所述螺旋风管模型或所述方风管模型旋转至所述位置点，并因此确定所述螺旋风管模型、方风管模型、螺旋风管支架模型和方风管支架模型以及连接卡环模型、抱箍模型在船体结构中的位置。
[0021] 此外，本发明针对不同类型风管支架及卡环、抱箍，在实际建模时在获取上述主要参数后，还要根据自身特点适当调正参数，获得最佳建模效果。而上文所说的[0022] 综上，本发明涉及一种基于船舶设计
软件平台的风管支架及其连接件的设计方法。该方法通过提取风管属性、船体结构信息，获得当前坐标系、支架的坐标位置及相关矢量方向，通过计算得到紧固件的位置、类型和规格，完成风管支架及连接件的建立。
[0023] 本发明为实现风管支架及其连接件的
自动建模及安装，利用自动设计方法，在计算机辅助设计软件系统中按下述步骤逐步实现：首先在船体结构背景下，确定需要建立支架的风管、船体结构。其次获取风管的类型及规格，从而确定出支架及连接件类型及规格，同时提取风管中心的坐标及风管走向；获取船体结构的类型，得到船体结构上的3D点，确定其方向；通过两个坐标计算出支架高度，根据高度确定采用何种材质及是否加强；通过风管走向及船体结构走向，确定支架走向。最后，确定支架位置坐标，材质的朝向，计算得到路线矢量方向、旋转矢量，根据风管类型、规格、模型路线route矢量、旋转方向rotation矢量、位置坐标对风管支架及其连接件卡环或抱箍建模，同时将每一规格的卡环模型存入模型数据库中供后续螺旋风管建模使用，抱箍与方风管支架作为一体存入库中。
