一种含轴包板的艉部型线的放样方法与流程

本发明涉及船体型线放样光顺技术领域，特别是涉及一种含轴包板的艉部型线的放样方法。

背景技术：

船体型线是由上游设计单位根据母型船及船模水池实验设计得到的理论船壳曲线，该阶段得到的型线侧重于满足总体性能计算的需要为目的，因此会存在局部凹凸不平顺区域，如按该型线进行船壳建造会导致船体外板不平顺、不美观，并且会导致水下部分航行阻力的增加。因此，船厂在进行船舶设计、建造前，第一步就是对设计院提供的船体型线进行三向光顺处理，得到光顺的型线图及型线数据，将分别用于后续船体结构放样与结构设计建模工作。

轴包板位于艉轴穿出船体外板区域且凸出外板，做为保持艉轴区域水密、维持型线光顺、减少阻力而设置，其横向外形大多由一段正圆弧区与两段与船体外板衔接的过渡曲线区组成。常规的艉部型线曲率小、曲线变化过渡平缓，而轴包板区域型线则曲率大、曲线变化急促，如轴包板型线与艉部型线做为整体同时进行三向光顺放样，不仅会加大型线放样的工作量，同时轴包板区域型线会干扰艉部型线的正常走势，导致艉部型线难以到达满意的光顺效果。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种含轴包板的艉部型线的放样方法，在保证放样精度的同时降低了放样工作难度，提高了放样工作效率，放样后的型线能满足轴包板外板放样及轴包板区域结构建模的需求。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含轴包板的艉部型线的放样方法。

一种含轴包板的艉部型线的放样方法，包括以下步骤：

一、依据原始船体型线，对艉部型线进行放样光顺并得到艉部放样型线，定义肋号插值并生成艉部肋骨型线图、艉部水线图、艉部纵剖线图；

二、将原始理论轴包板型线对应地放置到所述步骤一中生成的艉部肋骨型线图中；

三、作轴包板型线垂直辅助线，求出轴包板与船体外板过渡消失点在艉部肋骨型线图中投影点的高度、宽度坐标；

四、根据所述步骤三中得到高度、宽度坐标，在艉部放样型线中通过三视图投影关系，求出轴包板与船体外板过渡消失点在船体坐标中的长度坐标；

五、对所述步骤三中的轴包板型线垂直辅助线进行三向光顺，求出各档肋位的轴包板肋骨线圆弧段的半径；

六、在艉部肋骨型线图中以艉轴中心线的投影点为圆心，以所述步骤五中求得的轴包板肋骨线圆弧段的半径画圆，依次画出每档轴包板肋骨线的圆弧段；

七、调整确定轴包板过渡区曲线与轴包板圆弧段的切点位置，绘制轴包板肋骨线的过渡曲线与轴包板圆弧段相切的内切点线，并对内切点线进行三向光顺；

八、调整确定轴包板过渡区曲线与艉部肋骨型线的切点位置，绘制轴包板肋骨线的过渡曲线与艉部肋骨型线相切的外切点线，并对外切点线进行三向光顺；

九、在艉部肋骨型线图中对轴包板区域加密合适间距的格子线，通过对轴包板过渡型线进行三向光顺，完成轴包板型线光顺并得到轴包板放样型线；

十、将光顺后的轴包板放样型线与艉部放样型线进行图形整理拼接处理，得到含轴包板的完整艉部型线。

作为本发明的优选方案，所述步骤一中，对艉部型线按常规船体型线三向光顺方法进行放样光顺，对不光顺的区域进行型值点三向调整，直至艉部型线全部光顺。

作为本发明的优选方案，所述步骤二中，原始理论轴包板型线对应地放置到所述步骤一中生成的艉部肋骨型线图中时，确定统一基点坐标，保证轴包板型线与艉部型线在船体坐标中的位置一致。

作为本发明的优选方案，所述步骤三中，以艉轴中心线在艉部肋骨型线图中投影点的坐标为基点，作轴包板型线垂直辅助线垂直于轴包板与船体外板过渡消失处相邻的肋骨线，轴包板型线垂直辅助线与轴包板最大半径圆弧段的交点即为轴包板与船体外板过渡消失点在艉部肋骨型线图中的投影点，即可量得其高度、宽度坐标。

作为本发明的优选方案，所述步骤四中，以所述步骤三中求得的投影点宽度坐标值新增定义对应宽度纵剖线，再以纵剖线图中基线偏移投影点的高度值与纵剖线求得一交点，该交点在船体座标上的长度值即为轴包板与船体外板过渡消失点的长度坐标。

作为本发明的优选方案，所述步骤五中，轴包板的艉部肋骨型线是由艉部主船体肋骨线、轴包板凸出船体肋骨线的圆弧段、轴包板圆弧段两侧与艉部主船体肋骨线连接过渡的曲线组成，每档轴包板肋骨线圆弧段均为以艉轴中心线投影基点为圆心绘制的圆弧；将艉部肋骨型线中的轴包板型线垂直辅助线分别投影到艉部水线图与艉部纵剖线图中，在艉部水线图与艉部纵剖线图中得到两条曲线通过调整曲线与肋位交点坐标对曲线进行光顺，当两条曲线上各交点的圆率规律变化、同时艉部肋骨型线图中轴包板型线垂直辅助线与各肋位号的交点连线为直线时，轴包板型线垂直辅助线完成三向光顺，得到轴包板各肋骨线在艉部肋骨型线图中轴包板型线垂直辅助线上的交点，各交点距艉轴中心线投影基点的距离即为对应肋位圆弧段的半径值。

作为本发明的优选方案，所述步骤七中，用样条曲线连接每档轴包板肋骨线的过渡曲线与轴包板圆弧段相切的切点，即为内切点线，通过调整切点在圆弧段上的位置，对肋骨型线图中的内切点线进行单根曲线粗光顺，将粗光顺后的内切点线分别投影到艉部纵剖线图与艉部水线图中，再对艉部肋骨型线图、艉部纵剖线图、艉部水线图中的内切点线进行三向光顺，得到精光顺后的内切点线。

作为本发明的优选方案，所述步骤八中，用样条曲线连接每档轴包板肋骨线的过渡曲线与艉部肋骨型线相切的切点，即为外切点线，通过调整切点在艉部肋骨型线上的位置，对艉部肋骨型线图的中外切点线进行单根曲线粗光顺，将粗光顺后的外切点线分别投影到艉部纵剖线图与艉部水线图中，再对艉部肋骨型线图、艉部纵剖线图、艉部水线图中的外切点线进行三向光顺，得到精光顺后的外切点线。

作为本发明的优选方案，所述步骤九中，在艉部肋骨型线图中根据轴包板型线曲率变化，为控制轴包板型线过渡区域的曲线走势，在高度和宽度方向加密设置合适间距的局部格子线，根据轴包板过渡曲线的曲率，格子线间距定位为100mm；对轴包板过渡型线进行三向光顺时，将高度上的格子线与轴包板型线交点投影到艉部水线图中，将宽度上的格子线与轴包板型线交点投影到艉部纵剖线图中，对艉部肋骨型线图中的过渡曲线及艉部水线图、艉部纵剖线图中格子线的投影曲线进行交互三向光顺，当艉部肋骨型线图中的过渡曲线及艉部水线图与艉部纵剖线图中的投影曲线均调整为曲线圆率规律变化的光顺状态，得到轴包板区域的精光顺曲线。

作为本发明的优选方案，所述步骤十中，整理拼接后得到完整的艉部肋骨型线、艉部水线和艉部纵剖线。

本发明的一种含轴包板的艉部型线的放样方法，通过对艉部主船体型线先行单独进行放样光顺，再以放样后得到的艉部肋骨型线图为基础绘制出理论轴包板型线，同时根据轴包板曲线特征增加辅助线、切点线，提前对控制轴包板外形特征的空间曲线进行光顺，确定轴包板基本轮廓后再进行内部肋骨型光顺。本方法在保证放样精度的同时降低了放样工作难度，提高了放样工作效率，为后续轴包板放样及建模工作的提供了基础条件。

附图说明

图1是本发明实施例的局部不含轴包板区域的艉部肋骨型线图；

图2为本发明实施例的含原始理论轴包板型线的艉部肋骨型线图；

图3为本发明实施例的作辅助垂线的示意图；

图4为本发明实施例的在纵剖线上根据宽度高度求轴包板消失点长度示意图；

图5为本发明实施例的轴包板肋骨线特征分析示意图；

图6为本发明实施例的轴包板辅助线、切点线在纵剖线图中的投影示意图；

图7为本发明实施例的轴包板辅助线、切点线在水线图中的投影示意图；

图8为本发明实施例的轴包板肋骨线绘制圆弧段示意图；

图9为本发明实施例的步骤十整理拼接后局部的含轴包板区域的艉部肋骨型线图；

图中，1、艉部肋骨型线；2、原始理论轴包板型线；21、轴包板肋骨线圆弧段；22、轴包板肋骨线远中侧过渡曲线；23、轴包板肋骨线近中侧过渡曲线；3、轴包板型线垂直辅助线；31、垂直辅助线在纵剖线图上投影曲线；32、轴包板型线垂直辅助线在水线图上投影曲线；4、轴包板消失点宽度值对应的纵剖线；5、近中侧内切点线；51、近中侧内切点线在纵剖线图上投影曲线；52、近中侧内切点线在水线图上投影曲线；6、远中侧内切点线；61、远中侧内切点线在纵剖线图上投影曲线；62、远中侧内切点线在水线图上投影曲线；7、近中侧外切点线；71、近中侧外切点线在纵剖线图上投影曲线；72、近中侧外切点线在水线图上投影曲线；8、远中侧外切点线；81、远中侧外切点线在纵剖线图上投影曲线；82、远中侧外切点线在水线图上投影曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，除非另有明确的规定和限定，本发明中采用术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，还需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

参考图1－9，本发明优选实施例的一种含轴包板的艉部型线的放样方法，包括以下步骤：

一、依据原始船体型线，对艉部型线进行放样光顺并得到艉部放样型线，定义肋号插值并生成艉部肋骨型线图、艉部水线图、艉部纵剖线图，此实施例中肋号为26#－38#，如图1示出了艉部肋骨型线1；

二、将原始理论轴包板型线2对应地放置到所述步骤一中生成的艉部肋骨型线图中；

三、作轴包板型线垂直辅助线3，求出轴包板与船体外板过渡消失点在艉部肋骨型线图中投影点的高度、宽度坐标；

四、根据所述步骤三中得到高度、宽度坐标，在艉部放样型线中通过三视图投影关系，求出轴包板与船体外板过渡消失点在船体坐标中的长度坐标；

五、对所述步骤三中的轴包板型线垂直辅助线3进行三向光顺，求出各档肋位的轴包板肋骨线圆弧段21的圆形的半径；

六、在艉部肋骨型线图中以艉轴中心线的投影点为圆心，以所述步骤五中求得的轴包板肋骨线圆弧段21的半径画圆，依次画出每档轴包板肋骨线的圆弧段，如图8所示；

七、调整确定轴包板过渡区曲线与轴包板圆弧段的切点位置，绘制轴包板肋骨线的过渡曲线与轴包板圆弧段相切的内切点线，并对内切点线进行三向光顺；

八、调整确定轴包板过渡区曲线与艉部肋骨型线的切点位置，绘制轴包板肋骨线的过渡曲线与艉部肋骨型线相切的外切点线，并对外切点线进行三向光顺；

九、在艉部肋骨型线图中对轴包板区域加密合适间距的格子线，通过对轴包板过渡型线进行三向光顺，完成轴包板型线光顺并得到轴包板放样型线；

十、将光顺后的轴包板放样型线与艉部放样型线进行图形整理拼接处理，得到含轴包板的完整艉部型线。

示例性的，所述步骤一中，对艉部型线按常规船体型线三向光顺方法进行放样光顺，对不光顺的区域进行型值点三向调整，直至艉部型线全部光顺。

示例性的，所述步骤二中，原始理论轴包板型线2对应地放置到所述步骤一中生成的艉部肋骨型线图中时，需确定统一基点坐标地将原始理论轴包板型线2复制、粘贴，保证轴包板型线与艉部型线在船体坐标中的位置一致，本方法以艉轴中心线在艉部肋骨型线图中投影点的坐标为基点a进行复制、黏贴。

示例性的，所述步骤三中，以艉轴中心线在艉部肋骨型线图中投影点的坐标为基点a，作轴包板型线垂直辅助线3垂直于轴包板与船体外板过渡消失处相邻的肋骨线38#于b点，轴包板型线垂直辅助线3与轴包板最大半径圆弧段的交点c即为轴包板与船体外板过渡消失点在艉部肋骨型线图中的投影点，即可量得其高度、宽度坐标。

示例性的，所述步骤四中，以所述步骤三中求得的投影点宽度坐标值新增定义对应宽度纵剖线(轴包板消失点宽度值对应的纵剖线4)，再以纵剖线图中基线偏移投影点的高度值与纵剖线求得一交点c’，该交点c’在船体座标上的长度值即为轴包板与船体外板过渡消失点的长度坐标，如图4所示船体外板过渡消失点具体肋位号37.026#。

示例性的，所述步骤五中，轴包板的艉部肋骨型线是由艉部主船体肋骨线1、轴包板凸出船体肋骨线的圆弧段(轴包板肋骨线圆弧段21)、轴包板圆弧段两侧与艉部主船体肋骨线连接过渡的曲线(轴包板肋骨线远中侧过渡曲线22和轴包板肋骨线近中侧过渡曲线23)组成，每档轴包板肋骨线圆弧段21均为以艉轴中心线投影基点为圆心绘制的圆弧；将艉部肋骨型线中的轴包板型线垂直辅助线3分别投影到艉部水线图与艉部纵剖线图中，如图6、图7中所示，在艉部水线图与艉部纵剖线图中得到两条曲线(垂直辅助线在纵剖线图上投影曲线31和轴包板型线垂直辅助线在水线图上投影曲线32)，通过调整两条曲线与肋位交点坐标对曲线进行光顺，当两条曲线上各交点的圆率规律变化、同时艉部肋骨型线图中轴包板型线垂直辅助线3与各肋位号的交点连线为直线时，轴包板型线垂直辅助线3完成三向光顺，即可得到轴包板各肋骨线在艉部肋骨型线图中轴包板型线垂直辅助线3上的交点，各交点距艉轴中心线投影基点的距离即为对应肋位圆弧段的半径值。

示例性的，所述步骤七中，如图5中的点f、g，用样条曲线连接每档轴包板肋骨线的过渡曲线与轴包板圆弧段相切的切点，即为内切点线，通过调整切点在圆弧段上的位置，对肋骨型线图中的内切点线进行单根曲线粗光顺，将粗光顺后的内切点线分别投影到艉部纵剖线图与艉部水线图中，再对艉部肋骨型线图、艉部纵剖线图、艉部水线图中的内切点线进行三向光顺，得到精光顺后的内切点线，所述内切点线分为圆弧段两侧靠近船中一侧的内切点线(近中侧的内切点线5)与远离船中一侧的内切点线(远中侧的内切点线6)，在艉部纵剖线图中的投影曲线对应为近中侧的内切点线(近中侧内切点线在纵剖线图上投影曲线51)、远中侧的内切点线(远中侧内切点线在纵剖线图上投影曲线61)，在艉部水线图中的投影曲线对应为近中侧的内切点线(近中侧内切点线在水线图上投影曲线52)、远中侧的内切点线(远中侧内切点线在水线图上投影曲线62)，见图6、图7、图9所示。

示例性的，所述步骤八中，如图5中的点e、h，用样条曲线连接每档轴包板肋骨线的过渡曲线与艉部肋骨型线相切的切点，即为外切点线，通过调整切点在艉部肋骨型线上的位置，对艉部肋骨型线图的中外切点线进行单根曲线粗光顺，将粗光顺后的外切点线分别投影到艉部纵剖线图与艉部水线图中，再对艉部肋骨型线图、艉部纵剖线图、艉部水线图中的外切点线进行三向光顺，得到精光顺后的外切点线；所述外切点线分为轴包板型线两侧靠近船中一侧的外切点线(近中侧外切点线7)与远离船中一侧的外切点线(远中侧外切点线8)，在艉部纵剖线图中的投影曲线对应为外切点线(近中侧外切点线在纵剖线图上投影曲线71)、外切点线(远中侧外切点线在纵剖线图上投影曲线81)，在艉部水线图中的投影曲线对应为外切点线(近中侧外切点线在水线图上投影曲线72)、外切点线(远中侧外切点线在水线图上投影曲线82)，见图6、图7、图9所示。

示例性的，所述步骤九中，在艉部肋骨型线图中根据轴包板型线曲率变化，为控制轴包板型线过渡区域的曲线走势，在高度和宽度方向加密设置合适间距的局部格子线，根据轴包板过渡曲线的曲率，格子线间距定位为100mm；对轴包板过渡型线进行三向光顺时，将高度上的格子线与轴包板型线交点投影到艉部水线图中，将宽度上的格子线与轴包板型线交点投影到艉部纵剖线图中，对艉部肋骨型线图中的过渡曲线及艉部水线图、艉部纵剖线图中格子线的投影曲线进行交互三向光顺，当艉部肋骨型线图中的过渡曲线及艉部水线图与艉部纵剖线图中的投影曲线均调整为曲线圆率规律变化的光顺状态，得到轴包板区域的精光顺曲线。

示例性的，所述步骤十中，整理拼接后得到完整的艉部肋骨型线、艉部水线和艉部纵剖线，图9示出了整理拼接后完整的艉部肋骨型线，其他二向型线也可同理得出。

本发明的一种含轴包板的艉部型线的放样方法，通过对艉部主船体型线先行单独进行放样光顺，再以放样后得到的艉部肋骨型线图为基础绘制出理论轴包板型线，同时根据轴包板曲线特征增加辅助线、切点线，提前对控制轴包板外形特征的空间曲线进行光顺，确定轴包板基本轮廓后再进行内部肋骨型光顺。本方法在保证放样精度的同时降低了放样工作难度，提高了放样工作效率，为后续轴包板放样及建模工作的提供了基础条件。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。