TRIBON线型光顺

TRIBON

LINES&SURFACE

（线型手册）

摘 要

计算机技术的进步，使得造船技术得到迅猛发展，传统的造船方法已不能满

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足现代造船大型化，复杂化，高技术化需要。因此使用软件在计算机上造出一艘数字化船舶，成为造船技术的发展的新趋势。

由瑞典KCS公司推出的Tribon M2造船软件，应用越来越广泛。该系统是世界上著名的计算机辅助设计与制造软件之一，利用它可以使设计工作极为精确而快速的进行。

本文的主要内容是以220KW测量船为例介绍基于Tribon的初步设计，包括利用Lines模块进行型线设计；利用Surface & Compartment模块介绍封闭船体的生成，同时对船体内部进行舱室划分；最后利用Calc & Hydro模块对静水力曲线、横剖面面积曲线、可浸长度、稳性横截曲线、完整稳性及破损稳性等进行计算。

关键词：Tribon M2；220KW测量船；型线设计；静水力计算

ABSTRACT

Along with the development of computer, shipbuilding technology has been advanced rapidly. The tradition method of shipbuilding can not meet the needs of modern ship industry. So it is more and more popular to use software in the field of shipbuilding.

The system of Tribon M2 which was developed by the Swedish KCS company is widely used now. It is one of the most popular computer aided design and manufacture software that can make our work more quickly and accurate.

The key point of this content is to take the 220KW Survey craft for example, to introduce the preliminary design based on Tribon.

The thesis includes lines design using Lines module, subdivision using Surface & Compartment module, Calculating of Hydrostatics, Sectional Area Curves, Cross Curves, Floodable Length, Stability of intact and damage condition, etc, using Calc & Hydro module.

Key words: Tribon M2; 220KW Survey craft ; lines design; hydrostatics

目 录

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第1章 绪论 ............................................................................................ 5

1.1 数字化造船的概念 .............................................................. 5 1.2 TRIBON系统概述 ............................................................... 6 1.3 220KW测量船的设计内容 .................................................. 7

第2章 LINES基础 ............................................................................. 8

2.1 常用工具栏 ......................................................................... 8 2.2 创建一个LINES文件 .......................................................... 9 2.3 参数设置 ............................................................................ 10 2.4 创建 BOUNDARY曲线 .......................................................... 11

2.4.1 创建Stern Profile（艉中纵剖线） ........................... 11 2.4.2 创建StemProfile（艏中纵剖线） ............................ 16 2.4.3 F.O.B(平底线)和F.O.S(平边线) ............................... 18 2.5 本章小节 ............................................................................ 18

第3章 控制线和初步横剖线 ......................................................... 19

3.1 创建控制线 ........................................................................ 19

3.1.1 创建尾封板 .............................................................. 19 3.1.2 创建甲板边线 .......................................................... 22 3.1.3 创建折角线 .............................................................. 27 3.1.4 创建隧道顶线和隧侧底线 ........................................ 28 3.2 初步的横剖线 ...................................................................... 29

3.2.1 创建横剖线线数据文件 ........................................... 29 3.2.2 生成横剖线 .............................................................. 30 3.2.3 初步光顺横剖线 ...................................................... 33 3.3 本章小节 ............................................................................ 36

第4章 3D光顺 ..................................................................................... 37

4.1 3D光顺概述 ....................................................................... 37

4.1.1 3D光顺的过程 ......................................................... 38 4.2 分割船体 ............................................................................ 39 4.3 创建3D曲线 ...................................................................... 40

4.3.1 创建Cline ................................................................ 40 4.3.2 创建3D曲线 ........................................................... 42

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4.3.3 比较横剖线 .............................................................. 42 4.4 光顺PLINE .......................................................................... 44 4.5 插入水线和纵剖线 ............................................................. 46 4.6 本章小节 ............................................................................ 47

第5章 END SURFACES ................................................................. 48

5.1 水线末端的控制概述 .......................................................... 48 5.2 使用END SURFACES控制曲线末端 ...................................... 49

5.2.1 定义radii曲线 ........................................................ 49 5.2.2 生成End Surface ..................................................... 50 5.2.3 拟和水线到End Surface .......................................... 51 5.3 更新SECTION ...................................................................... 52 5.4 合并文件 ............................................................................ 53 5.5 本章小节 ................................................................................ 53

第6章 SURFACE PATCHES .......................................................... 54

6.1 PATCH生成的规则及约束 ................................................... 54 6.2 PATCH边界的创建 .............................................................. 56 6.3 创建CRANKED PLINE ........................................................... 57

6.3.1 创建Cline ................................................................ 58 6.3.2 创建Pline ................................................................ 59 6.4 生成PATCH ......................................................................... 60 6.5 检查PATCH的精度.............................................................. 61 6.6 检查PATCH的连续性 .......................................................... 62 6.7 输出DML文件 .................................................................. 63 6.8 本章小节 ............................................................................ 64

第7章 分舱 .......................................................................................... 65

7.1 封闭船体(ENVELOPE)的生成 ............................................... 65

7.1.1 合并Patch ............................................................... 65 7.1.2 创建甲板 ................................................................. 67 7.2 划分舱壁 ............................................................................ 70 7.3 生成舱室 ............................................................................ 75 7.4 本章小节 ............................................................................ 78

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第8章 静水力计算 ............................................................................ 79

8.1 导入文件 ............................................................................ 79 8.2 基本参数设置 ..................................................................... 81 8.3 船型计算(FORM CALCULATION) ........................................... 82 8.4 浮态和稳性计算 ................................................................. 83

8.4.1 完好状态下的浮态和初稳性计算............................. 83 8.4.2 机舱破损时的浮态和稳性计算 ................................ 86 8.5 本章小节 ............................................................................ 87

结 论 ...................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ................................................................................................... 88 致 谢 ...................................................................... 错误！未定义书签。 附 录 ................................................................................................... 89

第1章 绪论

1.1 数字化造船的概念

计算机技术在船舶及海洋工程的设计和建造中的应用在我国已有近30年历

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史。随着计算机软硬件技术的飞速发展，在船舶及海洋工程中的应用技术也是日新月异，但仅仅是用键盘和鼠标代替原来的铅笔、圆规和尺而已。绘图的效率是提高了，但设计的本质并没有真正得到计算机技术的辅助，所有数据的处理几乎全部仍由手工完成。

改革开放将造船业推向国际市场，原有的粗放式造船工艺，使得产品在质量、周期、成本等差距而难以参与国际市场竞争。船舶市场的国际竞争愈来愈激烈, 设计周期越来越短, 设计深度又越来越深。

基于上述情况，使用高科技手段造一艘数字化船势在必行。

“数字化造船”就是以造船过程的知识融合为基础，以数字化建模仿真与优化为特征，将信息技术、先进的数字化制造技术、先进造船技术和现代造船模式，综合应用于船舶产品的设计、制造、测试与试验、管理和维护全生命周期的各阶段和各方面。通过数字化、集成化、网络化船舶产品的开发、设计、测试与试验、制造和管理平台，使船舶产品实现以数字建模和数字样机为核心的数字化设计，以生产制造与生产过程数字控制为核心的数字化制造、以虚拟样机和数字仿真为核心的数字化测试与试验、以现代造船模式和业务流程建模为核心的数字化管理，从而实现“数字化造船”。

90年代中后期，国际先进的造船软件如TRIBON、CADDS5系统开始引进并应用，骨干船厂应用三维建模技术建立产品电子信息模型。新技术的应用使国内造船水平上了新的台阶，产品建造总周期得到了有效缩短，产品建造质量明显提高。

1.2 TRIBON系统概述

瑞典Tribon公司推出的Tribon M2船舶设计建造信息系统，可在计算机上进行三维设计，依据相关数据造一艘完整的“数字船”模型。鼠标一点，从电脑上不仅能看到船体的外部形状和设施，船舱内部的设备和管线，还可看到船体在模拟的大海中航行的状态。

采用Tribon M3信息系统设计建造船舶，可使设计单位、船厂节约大量的时间和成本。在基本设计阶段，其良好的协调功能，可使船舶内部设计与外部设计同时进行；在详细设计阶段，该系统能高效地处理加工具体船型所需要的全部信息和文件；在零部件加工和装配阶段，其高质量的加工信息，可将设计工作最大限度地转移到生产环境中。

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目前，世界上有300多家造船企业、船舶设计公司采用了Tribon系统，我国有25家船厂、设计院和高校采用Tribon系统建造设计船舶。国内一家船厂采用Tribon系统，将船、机、舾、涂等多个专业模块放在同一数据库中进行三维设计，建立电子产品模型，形成完整的数字船，单船设计效率提高30%，差错率减少80%，周期缩短近40%。

基于TRIBON软件经过不断消化吸收和二次开发, 逐步扩大了造船CAD/CAM的能力。Tribon M2系统是世界上著名的计算机辅助设计与制造软件之一，该系统有11个功能模块组成，其中包括了船体放样、号料套料、管道设计等功能。利用它可以使设计工作极为精确而快速的进行，这将有助于达到减少成本和缩短交货时间的双重目的。

Tribon M2 LINES是Tribon M2系统为设计和制造目的的船体线型定义的主要组件。它的使用者可以快速地设计光顺的大部分船型——包括不对称船型和多体船等复杂船型——直接达到生产的要求。使用者也可以应用已存在的船体型线作为母型进行新的生产设计。

Tribon M2 LINES是基于正交的网格和3D曲线的。正交的网格和3D曲线被用来生成双三次B-样条曲面(bi-cubic b-spline surface)，以形成连接海洋结构物计算，钢构架和舾装的设计和生产的系统。

1.3 220KW测量船的设计内容

220KW测量船是内河工作船，属B级航区，船型有以下特征： 1、

主尺度：设计水线长 LWL 34米；型宽 B 7.2米； 型深 D 2米；设计吃水 T 1米

2、 3、

双机双桨船，采用双球艉浅隧道 B/T=7.2/1=7.2很大

对于该船的初步设计主要包括，在已知该船型值表的基础上，通过使用TRIBON造船软件中的Lines、Surface & Compartment、Calc & Hydro三个模块完成对船体型线的光顺、船体曲面的生成、船体内部舱室的划分、以及相关的一些静水力计算。

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第2章 Lines基础

TRIBON M2 Lines 是为了设计和生产目的对船型进行定义的主要模块。使用TRIBON M2 Lines，可以迅速设计出光顺的船型，包括一些复杂的船型，如不对称船型和多体船。已有的型线也可以作为母型进行新的设计。

2.1 常用工具栏

1、标准工具栏 standard

图2.1

从左到右依次是宏编辑器、添加窗口、查看、渲染、选择曲线、参数设置、创建、插值、2D创建、3D创建、编辑、曲线末端控制、曲面。 2、视图工具栏view

图 2.2

从左到右依次是横剖视图、水线视图、纵剖试图、立体试图、放弃缩放、放大、缩小、局部放大、上一个缩放、下一个缩放、清空、刷新。 3、显示工具栏

图 2.3

从左到右依次是显示所有曲线、显示边界线、显示水线、显示纵剖线、显示Knuckle线、显示Tangent线、显示Pline、显示Cline、显示曲面边界、显示曲面、显示End Surface。 4、编辑工具栏

图 2.4

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从左到右依次是放弃、重做、拟和、显示点、显示曲线、显曲率半径、显示曲线包洛线、显示曲线节点、选择曲线、接受曲线、放弃曲线。 5、识别工具栏

图 2.5

从左到右依次是查询曲线名称、按一定范围查询名称、查询曲面名称。

2.2 创建一个LINES文件

点击开始菜单->程序->TRIBON M2->Lines，启动TRIBON M2 LINES。在菜单栏上选择file点击下面的new新建一个*.blines文件。在对话框中选择保存的目录，输入文件名“220kw测量船”按下保存。

图 2.6

弹出General Particulars对话框如图2.7。填入所需的主尺度，并选择所需要的单位unit设置，设置为Meters。

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.

图 2.7

press OK。同时会在建立*.blines的目录里生成一个*.gpf文件，用记事本打

开，会发现里面记录了刚才输入的数据。

2.3 参数设置

创建好一个文件后，接着就是设置使用参数。在Lines中，沿船长的纵向坐标(X坐标)有3种选择，Distance（距离）、Frame（肋骨号） 和Station（站号）。

点击标准工具栏中的Distance并确定。

图标,在弹出对话框(图2.18)中选择Data set叶，选择

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图 2.8

2.4 创建 boundary曲线

在TRIBON M2 LINES中有很多曲线类型，它们有各自的职能并与其他的曲线相联系或者制约其它曲线。

在先期的创建过程中，Boundary曲线一般包括：Stern Profile（艉中纵剖线）、Stem Profile（艏中纵剖线）、F.O.B(Flat of Bottom平底线)和F.O.S(Flat of Side平边线)四条曲线。这四条曲线是所有曲线中优先级最高的曲线，它们对船舶的长、宽、高进行了限定。

2.4.1 创建Stern Profile（艉中纵剖线）

Boundary曲线，以及Knuckle线，Tangent线等曲线的创建主要是通过Create对话框来实现的。点击标准工具栏上的Create图标。弹出如图2.9所示的对话框。选择Curve Points页，在Type下拉菜单中选择Stern Profile。Stern Profile属于Boundary曲线，为专用曲线，无须命名。可在下方图表中直接输入Stern Profile的坐标值，也可点击下方的Import按钮，选择从文件输入，着需要之前做一个数据文件，如*.dat。

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图 2.9

上面的操作已经生成了一组点，下面将用这些点拟合出一条曲线。首先点击视图工具栏中的

图标，将当前视图改为BUTTOCK，再点击编辑工具栏中的

和成一条曲线。如图2.10。

图标，将输入的坐标拟

图 2.10

很明显上面生成的曲线需要修改，点击标准工具栏中的编辑按纽，在弹出

的对话框中选择Fitting叶，对曲线上的点的类型进行修改，在TRIBON M2 LINES 中点的类型有三种，为Knuckle点(折角点)，Tangent点(切点)，和Ordinary点(普

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通点),其中Tangent点、Knuckle点可以设置角度。如图2.11， 需要将某些点的类型进行改变。

图 2.11

在Fitting叶下选择Knuckle选项，并点击Point Type按纽，开始选择要改变类型的点，左击选点，右击结束选择。

图 2.12

再选择Fitting叶下选择Tangent选项，将和基线相切的点的类型设为切点，由于该点之后应为一直线，因此在此切点设0度，方法是点击Fitting叶下的Angle ON，设置角度值为0度，点击Point Type按纽，左键选取此切点，右键结束选择。

点击编辑工具栏中的

按纽，重新拟合曲线，点击视图工具栏中的按纽，

或右击窗口空白处，在下拉菜单中选择Redrew，刷新窗口， 可以看到重新拟合后的曲线。如图2.13。

图 2.13

很明显图2.13中两个Knuckle点之间应为直线，故应该删去这两点之间多余

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的点，点击标Create对话框上的Points页，点击Remove按钮，左键选择要删除的点，右键结束选择，重新拟和曲线，并刷新屏幕。点击编辑工具栏上的显示曲线的曲率半径，检查曲线是否光顺，如图2.14。

按钮

图 2.14

在标准工具栏中选择User Params，在弹出对话框中选择Curve叶。

图 2.15

Tufts项，其中，Tufts Per控制曲率蔟的疏迷密程度，值越大，曲率蔟越密；Curvature控制显示的曲率蔟的长短，值越大，曲率蔟越长。在Tufts Per中键入50，在Curvature中键入15，然后确定，并刷新。如图2.16：

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图 2.16

可以看出曲率簇的边缘过渡并不是很平滑，所以需要对其进行一定的光顺。光顺有手动光顺和自动光顺。点击打开编辑对

话框，选择Curve叶，在最

下方Tolerance中填入公差值为0.001，此值为自动光顺时每次移动的位移量，点击下方Auto Fair,即开始进行自动光顺，同时刷新屏幕，反复操作，可见曲线逐渐光顺，见图2.17。这时如果拟合曲线，刷新后会发现，曲线并没有得到光顺，曲率分布还是原来的样子，这是因为自动光顺时，曲线已经不再经过输入的坐标确定的点(除了曲线的端点)。

图 2.17

这时如果拟合曲线，刷新后会发现，曲线并没有得到光顺，曲率分布还是原来的样子。这是因为Auto Fair的运算法则是直接处理B-spline的Knot(节点)，而不是输入的数据点，所以曲线已经不再经过输入的坐标确定的点(除了曲线的端点)。放大数倍后如图2.18。这时需要将原来的输入点移到自动光顺后的曲线上，方法是选择编辑对话框中的Ponits页，图2.19，在第2栏中选择All，再点击Move按钮，这时再拟和曲线，刷新屏幕，可看出曲线已经被光顺。

图 2.18 图 2.19

单击编辑工具栏上的

按钮，接受曲线，在弹出的对话框(图2.20)中选择

Accept，接受曲线，这时查看曲线栏(图2.21)发现在Boundary下已经存在了Stern Profile。

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图 2.20 图 2.21

对于自动光顺，需要注意的是光顺的次数不要太多，而且Tolerance也不能太大，这是因为自动光顺的总趋势是使曲线向直线变化，次数太多的话，会使曲线偏离原来的形状。

2.4.2 创建StemProfile（艏中纵剖线）

Stem Profile的创建方法和Stern Profile相似，在Create对话框中电击Import按钮，选择之前已经录入坐标的数据文件stern.dat。

图 2.22

相应点的类型可直接在Type下拉菜单中修改。如图2.23

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图 2.23

点击Create生成曲线，点击，显示点，并显示曲率半径，注意到在1米水

线以上艏纵剖线应为直线，如图2.24。

图 2.24

点击Edit，在弹出的对话框中选择Points叶，点击最下方的Line按钮，图2.25，按提示操作，选取直线的两个端点。修改后的曲线如图2.26。很明显曲线需要一定的光顺。可以采用移动点和删除一些点来完成。

图 2.25

图 2.26

对Edit中Points叶的第2栏进行如图2.27的设置，为移动横坐标次移动0.001米，点击Move开始选取要移动的点，左键选点，右键结束选择，对图2.28中所

示的点进行移动，左击该点3次后，重新拟和并刷新。进一步光顺后接受曲线。

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图 2.27

图 2.28

2.4.3 F.O.B(平底线)和F.O.S(平边线)

F.O.B(Flat of Bottom)和F.O.S(Flat of Side)的创建会在以后的章节中提到。

2.5 本章小节

本章主要对tribon m2 的使用做了简要的介绍，包括主要工具栏的介绍，以及如何创建一个新的lines文件，如何对主尺度的设置和主要参数的设置，并创建若干的边界线，如艏中纵剖线，艉中纵剖线，对tribon中创建曲线的方法，以及tribon中常用的光顺方法，如删除多余控制点，改变个别点的类型，自动光顺，手动移动相对坐标等方法，进行了介绍。

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第3章 控制线和初步横剖线

3.1 创建控制线

作为边界线Boundary的补充，有必要创建一些初始的3D控制曲线，如折角线Knuckle和转圆线Tangent，不像边界线Boundary，系统会赋予一个标准化的名字，使用者必须指定一个名字来用于区分每条3D控制线。所采用的名字最多有8个字符，并且必须以字母开头。如果要用一条3D曲线生成一条angle curve(角度线)，那么它的名字不能超过6个字符，因为系统要增加两个字符以命名angle curve。

3.1.1 创建尾封板

由于本船的尾封板属于3D KNUCKLE控制线，需要先创建两条2D曲线CLINE来合成，这两条CLINE应为尾封板曲线在两个不同的视图的投影，点击CREATE按钮，在下拉菜单

CURVE POINTS页，TYPE下拉菜单中选择CLINE。

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图 3.1

命名为btran，点击Import输入之前已经录入坐标的数据文件，左键Create生成曲线，在Buttock视图中显示曲线，如图3.2。接受曲线。

图 3.2 图 3.3

WTRAN,如图3.3。注意在V=0.6处有一个TANGENT点，在V=0.02处有一个KNUCKLE点，因此要在这两个V处插入点，方法是，在EDIT对话框的POINTS叶的第4栏中单选V，并填入该点的纵坐标值，点击INTERP INSERT按钮，即完成插值。如图3.4。改变点的类

型，然后经过计算确定出该点的X方向坐标，并对其进行修改即可。

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图 3.4

显示曲率半径，并对其进行光顺。接受曲线。

现在，尾封板在水线视图，和纵剖线视图的投影曲线已经生成，接下来要做的就是将这两条2D曲线合成为一条3D knuckle控制线。方法是在标准工具栏中选择3D Construction

按钮，在弹出的对话框中选择Merge叶，如图3.5所示。

为Master菜单中两个窗在两个点

击

在Curve下拉菜单中选择曲线类型knuckle，命名曲线的Name为tran，在下拉菜单中选择Buttock，在Slave下拉选择Waterline，这是会在Master、Slave口中显示出能够合并的曲线清单，分别窗口中选出要合并的曲线，如图3.5。Create开始创建。

这时如果出现错误提示，说明两条的Cline不匹配，需要Cline的边界进行查看点坐标的方法是在Edit对话框中选Query叶(图3.6)，选择Cursor，点击Coordinate按钮，左键选择点，右键结择， 图 3.5

束

待合并检查。

择

选

查询结果会在输出窗口中显示。

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图 3.6

对两曲线的对应点的坐标修改一致后，合并后的曲线如图3.7。

图3.7

3.1.2 创建甲板边线

甲板边线的创建也是3D曲线，可以通过两条Cline合成来实现，但有一点要注意，由于甲板边线贯穿整个船长，如果只用两条Cline来合成，有时会出现错误。所以将甲板边线分成3段创建，中间直线部分做一段，首尾各做一段。

这里以艏段为例，在艏部有艏升高甲板，纵剖视图如图3.8所示。

图 3.8

该段在水线视图中的投影如图 3.9。

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图 3.9

此段在中线处有一半径为0.5的导圆，做法如下： 1．

V=0处插两个点，点击Edit对话框中选择Points叶，在插入点栏选择V，填入数值为0，点击两次Interp Insert，插入两个点。 2．

在Points叶移动点栏中选择Relative，并键入V值为 0.5，点击Move按钮，点击中线处的点两次，移动后如图3.10。

图 3.10

3． 键入U值为－0.5，V值为0，对图3.10中两个点之一进行移动，移动后如图3.11。

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图 3.11

4. 将图3.11中所标示的点转换为Knuckle点，然后在Edit对话框下的Fitting叶中的圆弧栏中选择Tan+Rad，并输入Rad值为0.27，Inc值为3。如图3.12。点击Arc并选择曲线上的Knuckle点。则会出现如图3.13所示的圆弧。

图 3.12

图 3.13

5． 这是对曲线进行拟合会发现如图3.14的错误提示，即决的办法是将

圆弧两端的切点删除，直接用Remove删除会出现如图3.15的错误提示,需要先将加在Tangent点上的角度去掉,方法是在Edit对话框上选择Fitting页,在修改点类型栏(图3.16)中选中Angle OFF，同时点击

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Point Type按钮，左键选择两个切点，右键结束选择。这时再用Remove按钮即可删除这两个切点。

图 3.14 图 3.15

图 3.16

6． 重新拟和曲线并显示曲率半径，如图3.17。有必要对图中所标示的区

域的点进行适当的删除。原则是使曲线过渡自然。删除这些点后，拟和曲线并显示曲率半径如图3.18。

图 3.17

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图 3.18

并对曲线进行进一步的光顺，最后的曲线如图 3.19。接受曲线。对该段甲板边线在两个使视图中的投影Cline，进行合并。命名为ds3。

图 3.19

艉部的甲板边线创建方法和其相似，不再赘述。

中间直线部分可以通过在Create对话框的Curve Points叶（图 3.20）创建，在Type下拉菜单中选择Cline。直接输入3维坐标即可。

至此，甲板边线的创建完毕。在纵剖视图和横剖视图中的投影如图3.21。

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图 3.21

3.1.3 创建折角线

本船的折角线有两条，即在中纵剖线附近的折角线和甲板边线附近的折角线。类型为Knuckle。

纵剖线附近的折角线的创建是这样，由于它和中纵剖线只在Y坐标上有差异，因此对中纵剖线进行修改即是该折角线。方法是这样的，在曲线栏中展开Boundary，双击Stem Proflie和Stern Proflie,在水仙视图显示这两条曲线，在编辑工具栏中点击Modify按钮，左键选择Stem Proflie。使该曲线处于编辑状态，并显示曲线上的点。在Edit对话框中的Points叶第2栏进行如图3.22的设置，并单击每个点，即对每个点的的Y值增加0.02。拟和并接受曲线，在弹出的对话框中选择As,并在下拉菜单中选择曲线类型为Knuckle。命名为stnk。如图3.23。

图 3.22 图 3.23

同样的方法对Stem Profile进行修改，不同的是此处的折角线的范围和Stem Profile不同，即折角线的Z坐标最大为1。因此要对Stem Profile的修改除了移动点还要删去部分点。具体操作不赘述。

甲板边线附近的折角线的创建可以在Create对话框中，通过直接输入3维坐

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标的方法创建一条Knuckle线。并可以在水线视图和纵剖线视图中对其进行光顺，如果在两个视图中都得到光顺，在横剖视图中自然得到光顺。

需要注意的是再图3.24中所标示的区域再光顺时折角线不能在V方向超过甲板边线，应尽量重合。 在后续的章节中还会对其进行一定的修改。

图 3.24

至此，折角线的创建告一段落。 3.1.4创建隧道顶线和隧侧底线

本船属于内河船，吃水较浅，采用隧道型尾，可以加大螺旋桨的直径，有利于提高推进效率。隧道顶线和隧侧底线类型是转圆线，在tribon中称作Tangent线。其创建方法和Knuckle线类似。

在Create对话框中的Curve Points叶中，在Type下拉菜单中选择Tangent，命名曲线，并输入曲线的3维坐标，点击Create按钮即可生成曲线。

使用编辑工具栏对曲线进行光顺。注意，隧道顶线和隧侧底线与尾封板一定要相交。修改后的隧道顶线和隧侧底线如图3.25所示。

图 3.25

控制线的创建对于横剖线密切相关，因此在后续的章节中有时考虑横剖线的因素还要对控制线作一定的修改。

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3.2 初步的横剖线

横剖线是船体型线中最先被创建的，它的创建方法和一般的曲线不同，是通过数据文件创建。它的光顺与否对于型线设计至关重要。

图 3.26

3.2.1 创建横剖线线数据文件

TRIBON M2自带了一个用于输入横剖线型值的工具——Britfair Edit(开始\\程序\\Tribon M2\\Lines Utilities\\Britfair Edit)，其操作界面如图3.26。

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点击GPF按钮，在弹出的General Particulars对话框中点击Import按钮输入该船的主要尺度，点击OK关闭该对话框。点击Axis按钮，在弹出的Axis对话框中选中Use Station，即使用站号作为单位，点击OK结束对话框。在界面的左

下方键入xdiff值为34即两柱间长。

点击New按钮即开始输入横剖线的坐标，在右边的窗口会显示横剖线的大致形状，以便随时修改错误的输入。如图3.27。型值录入结束，将文件包存为220KW.bri。

图 3.27

3.2.2 生成横剖线

在Create对话框中选择Design叶，在Type中选择Britfa，并点击Import,选择220KW.bri。型值已经输入到了曲线栏下的Design目录下。

点击标准工具栏中的

图标，弹出Fairing对话框，如图3.28。选择Fit叶，

在Curve Type中选择Section，在Selection中选择All，在Interpolation中选择Design，在Option中选择Accept，最后点击Apply显示出生成的横剖线。如图3.29

点击

对其中任意一条横剖线进行编辑，显示点会发现横剖线上多了一些

Knuckle点或Tangent点，因为曲线自动捕捉的它所在剖面与控制线的交点，并生成了相应类型的点。

很明显在横剖线接近基线平面的部分曲线缺乏控制，随意性较大，应该补充

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若干的控制线。此船在底部有一定的底升，因此可以在横剖视图中做出一条底升高的参照线，这里选择做一条Cline。如图3.30。

图 3.28

图 3.29

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图 3.30

大致按照各横剖线和升高线的相切位置，定出各个切点Y方向的位置。 结合各点的站号，可以确定各点的X、Y坐标，然后在水线视图中以Z=0做出个一条Tangent控制线，如图3.31。

图 3.31

对其进行光顺，记录下各站的Y值，与然后再0.1M的升高线上用插值的办法计算出各个点的Z坐标。插值的方法如图3.31。空白处填入已知的一个坐标，点击Interpolate会在输出栏显示计算出的该点的3D坐标值。

图 3.32

现在已经知道了这条切线的每个点的3D坐标，用Create对话对话框创建该Tangent线。命名为Fb。

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在艉部还有一条Tangent控制线要做，如图3.33。该曲线位于Y=0.6处的纵剖面内，要求与Fb相交，做法不赘述，要求与Fb相连接，命名为，Rake。如图3.34。

图 3.33

图 3.34

这时重新导入横剖线，会发现底部的艉部横剖型线虽得到一定的改善。但仍需要进一步的调整，这就需要对其进行初步的光顺。 3.2.3 初步光顺横剖线

这里所说的光顺只是初步的光顺，仅仅考虑每条的横剖线的光顺。在曲线栏中同时选中艏部的十条横剖线，在右击快捷菜单(如图3.35)中选择Switch Off，即将艏部10条横剖线关掉，刷新并显示Section。

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则只显示艉部的10条横剖线。

图 3.35

显示每一条Section的点，如图3.36。删除对于明显影响曲线光顺的多余约束点，注意不要删掉Tangent和Knuckle控制点，因为这是横剖线与控制线和边界线相交确定出的点。在初步光顺和3D光顺过程中都不能修改。

图 3.36

删除多余点后，重新拟和各横剖线，并在输出栏下面的命令输入栏中输入∶dis sec 0 thr 10 1/ku，意位显示从1到10(增量为1)10条横剖线的曲率半径，如图3.37。

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图 3.37

对于横剖线的光顺可以采用宏，点击标准工具栏中的在其中输入如图3.38所示的语句。

按钮，打开宏编辑器，

图 3.38

该程序的意为，对0到10站的横剖线，以Tolerance为0.001，同时进行光顺。采用这种方法进行光顺的缺点是和自动光顺一样，只不动曲线的两个端点，因此曲线上的控制点(折角点和切点)会发生移动，这是不允许的。由于在艉部存在隧道顶线和隧侧底线，故不宜采用此种光顺。但可以采用分段光顺。在Edit对话框的Curve叶下的Fairing栏中选择Cursor,在Tolerance中输入0.001，点击Auto Fair会弹出如图3.39的提示，选择要光顺的曲线段的低的一个端点，选定该点后会弹出如图3.40所示的提示，按提示选择高的端点。

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图 3.39 图 3.40

注意，采用这种光顺方法仍要在拟和之前将点移到线上。

对于在靠近船舯的舷侧接近甲板的位置，横剖线不能出现超出船宽范围的情况，应在考虑光顺情况的前提下，做出一条平边线(FOS)，类型为Tangent。 未加FOS和加了FOS的对比如图3.41，可见横剖线得到了纠正。

图 3.41

自动光顺不能完全替代手动光顺，光顺的趋势还是要靠操作者的经验来决定。对艏部和艉部的横剖线初步光顺后，还要进行3D光顺。

3.3 本章小节

在这一章中首先主要介绍了一些基本控制线的创建，包括knuckle线，如折角线，如尾封板、甲板边线；tangent线，如隧道顶线，隧侧底线等。这些曲线创建的好坏对于创建后续的曲线有很大影响，通过创建这些曲线，对曲线的类型做了一定的介绍，并通过对甲板边线的创建，对创建3维曲线的方法做了介绍。

初始横剖线的创建也在这章做了介绍，包括如何使用辅助软件进行横剖线坐标的录入，创建数据文件。同时还对初始横剖线进行了初步的光顺，由于本船有隧道结构，存在隧道顶线、隧侧底线等控制线，故不易采用自动光顺，可采用手

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动光顺或分段自动光顺。

同时在光顺横剖线的同时要注意在舷侧，横剖线不能超过船宽范围，在底部横剖线不能超过底升高线的控制范围，故在此添加了两条控制线fob、fos。初步光顺过的横剖线可用于以后的进一步3维光顺。

第4章 3D光顺

4.1 3D光顺概述

传统的光顺手段中，为了获得光顺的船型，必须定义很多正交曲线。这往往是一个老时费力的过程。

为了简化和加快光顺进程，在Lines中可以采用使用采用少量3D曲线(如，Pline)的方法。

这需要在原始的横剖线基础上创建一系列的3D曲线，这些曲线是通过在横剖面上定义Cline和横剖线相交形成的。

这些3D曲线需要经过不断的光顺，并且横剖面的数量也会增加，直到满意。这时可用横剖线插出比较光顺的水线和纵剖线。

如果需要进一步的光顺，可以通过对3D曲线地修改来完成，同时横剖线进行更新，水线和纵剖线也随之更新。

一般在艉部常常会插入很多横剖线，这就需要在局部适当3D曲线来对其进行控制，以达到光顺。在典型的光顺过程中，在船的末端往往按肋距或半肋距插入横剖线。

通常3曲线不会一直延伸到艏中纵剖线，会停留在最后一站上。这时通常的做法，因为水线的末端部分通常是通过定义一个End Surface来控制的。

在定义3D曲线时，要注意的是他们不能穿过Knuckle线和Tangent线，以及其他的Pline。

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4.1.1 3D光顺的过程 输入初始控制 曲线和横剖面线 在section视图 定义初始的clines 依据clines和sections 创建plines 只使用3D曲线 重新拟合sections 光顺plines 重新拟合sections和 插入附加的sections 重新光顺plines/增加 和光顺原有的plines 重新拟合sections 使用sections插入 waterlines和buttocks 完成 第 38 页 共 97 页

4.2 分割船体

当使用3D曲线进行光顺的时候，很方便的做法是为船的艏艉部分创建两个数据库，因为定义同时适合艏艉两部分船体的3D曲线。

整个船体应该在一个横剖面内的一条横剖线处，或在一条Tangent线，Pline处。

在File下拉菜单中选择Split Ship，弹出入图4.2的对话框。

图 4.1 图 4.2

系统会在所要分割的船的路径内自动生成两个文件，选择Section10为分割位置，点击Split，会弹出如图4.3的对话框。提示系统不能创建角度线，这条信息可以被忽略。

图 4.3

在对船体进行分割的时候，会在分割出创建一条何分割线相同的Tangent线。然后创建角度线来控制水线和纵剖线交点，因为现在还没有水线和纵剖线，所以现在不能创建角度线，警告可以被忽略，点击确定。

之后还会弹出入图4.4所示的提示，提示是否保存，点击确定。

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图 4.4

点击File/Open,打开“220kw测量船a.blines”。

4.3创建3D曲线

3D曲线是通过定义2D曲线Cline和初始的横剖线相交来创建的。

图 4.5

4.3.1 创建Cline

在定义第一条Cline的时候，要检查横剖线哪些区域由相同的曲率，如反曲点，曲率正负最大的点等等。Cline应尽量经过有共同曲率的点，且Cline越简单越好，一般由四个点定义即可。剩余的区域可以将Cline均匀分布，这和经验与原始横剖线何有3D曲线定义的横剖线的比较有关。

Cline的名字最长不能超过6个字符，定义Cline的名字如图4.5，点击名字，点击Create开始创建。

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弹

出如图4.5的对话框，在Cline叶下的Curve Type下拉菜单中选择Curve，并填入

左键4个点，右键结束，显示曲线的曲率，避免反曲。如图4.6。

图 4.6

如果有反曲现象，使用Edit对话框移动点，以消除反曲，简化3D曲线地曲率分析。创建的所有Cline如图4.7。

图 4.7

对于某些很短的Cline，用两点定义的直线即可。

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4.3.2创建3D曲线

图 4.8

Cline是用来创建3D曲线的，通过它他们和主要控制曲线，如边界线，折角线，等，以及横剖线相交得到3D曲线。任何类型的3D曲线都可以这样创建，用于光顺的Pline就是这样创建的。

创建Pline的方法是这样的，点击标准工具栏中的

按钮，使用Intersect叶，

在Type下拉菜单中选择Pline，输入Pline的名字，并选择与横剖线相交所使用的Cline，一般Pline和Cline使用相同的名字。在With栏中选择Sections，点击Create，创建Pline。

注意，在水线视图中FOB之内的点要删除，与FOB相交的切点要在纵剖线视图中设0度。如图 4.8

同理，在水线视图中将与FOSB相交的切点设置0度，并删除FOS范围内的点。没有与FOS，FOB相交的曲线期于分割线相交产生的切点，也要设置0度，Pline在横剖视图中接近垂直的要在水线视图中设置0度，接近水平的要在纵剖视图中设置0度。 4.3.3 比较横剖线

这一步操作是要把用用Pline插出来的横剖线和光顺过的初始横剖线做比较，这是要保证用来总体光顺的初始点能够精确的代替原始数据。

使用Fairing对话框，在Fit叶下的Interpolation栏中不要选择任何项目。在Selection栏中选择All，保证Options栏中的Accept没有被选中。然后点击Apply。

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见图4.9

图 4.9

结果应该是新的和旧的横剖线具有良好的一致性。如图4.10

如果结果不是这样的话，就应该修改Cline，并且要更新Pline。也有可能需要添加更多的Cline和Pline。总之，10到15条Pline对于光顺地开始阶段是足够的。

如果新插出的横剖线可以接受，就可以选中Fairing对话框中的Accept，并点击Apply。这是所有的旧的横剖线将被替换。

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图 4.10

4.4 光顺Pline

一般地，采用自动光顺或者改变点的坐标即可完成光顺，这一步骤在整个过程中是最重要的，直接影响整个船体的光顺效果。同时这一步骤也是十分的繁琐复杂。因为不能够只考虑单独一条的Pline是否光顺，同时要不断的观察用这些Plines插入的Sections是否光顺。

首先采用自动光顺，大致光顺Plines，重新插入Sections，然后同时打开两个绘图窗口，一个显示Section视图，另一个显示Waterline或者Buttock视图，在第一个窗口观察Sections在什么地方还需要光顺，应该增加还是减小横坐标或纵坐标，在第二个窗口进行相应的修改，再次返回到第一个窗口重新插入Sections。在Sections较为光顺时，用原来的Clines再次重新插入Plines，如此反复，就能够得到光顺的Sections组图。

3D光顺是一个很耗费时间和劳动的过程，要想较快地，顺利地完成，不但需要使用者要有一定经验，还需要使用者有一定的耐心。

注意，为了检查横剖线的光顺和各横剖线之间的疏密程度是否合适，需要插入更多的横剖线。

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图 4.11

使用Fairing对话框，在Selection栏中选择Range，如图4.11。填入数据，选择Accept并Apply。插出横剖线如图4.12。

图 4.12

在这里还要注意：在局部较难控制的地方，还需要在适当的增加Pline，但不是Pline越多越能解决问题，较多的Pline就不容易控制它们的空间关系，也很难得到光顺的Sections。

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4.5 插入水线和纵剖线

当横剖线达到了满意的光顺程度，就可以用Pline和横剖线插出水线和纵剖线。插入水线和纵剖线也是使用Fairing对话框。其方法和横剖线类似，故不赘述。

图 4.13

在插入1米水线的时候，由于在床的艉部有隧道存在，会出现如图4.13的情况，解决的办法是将此条水线分成两部分，在Accept的时候，修改曲线的保存类型，一部分仍存为1.0水线，另一部分存为Pline，名为PW1，如图4.14。

图 4.14

用Pline和按肋距插出的艉部水线(0到1.75间隔0.25)，如图4.15。

图 4.15

同样的方法插入纵剖线。检查Waterlines和Buttocks是否光顺，如不光顺则

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要修改Sections和Pline。

艏部的Pline布局如图4.16。纵剖线如图4.17。

图 4.16

图 4.17

4.6 本章小节

这章的要进行的工作是重中之重，因为3维光顺是型线部分最耗时，并最需要经验与耐心的一环，对于以后曲面的生成是否成功，以及后续操作的有很大的影响，所以这一部分要十分注意。

光顺主要借助于pline，这些3维曲线使用使光顺过程得到很大程度的简化。这是对传统光顺的改进。光顺横剖线线时要不时的插入更多的横剖线，一检测pline布局是否合理。

Pline 的光顺要给一定的注意，在曲率变化剧烈的部分，要注意不要只针对某一点进行移动，要综合考虑曲线的走势，以及和横剖线之间的相互关系。

光顺好适当插入纵剖线和水线，如发现不光顺，要对pline进行一定的修改，直到满意。在艉部水线可能会出现一条水线有两部分的情况，这是由于艉部有隧

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道的原因，可将水线的一部分另存为一条pline。

第5章 End Surfaces

5.1 水线末端的控制概述

在上一章中生成的水线，在艏部末端是没有任何控制的，只是简单的以任意的角度与中纵剖线相交。

图 5.1

为了控制水线的末端，可以采用两种办法。一是在水线的末端进行简单的角度控制，近似于实际的船型；另一种办法是定义一个End Surfaces，进而达到真实的船型，生成水线末端以供其他曲线的插值。

这里只对End Surfaces控制水线末端的办法做一介绍。

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5.2 使用End Surfaces控制曲线末端

生成End Surfaces有两种途径，通过half siding曲线或radii曲线。在水线末端没有导圆控制的时候采用half siding曲线，本船的水线末端有导圆控制，因此只需定义radii曲线即可生成end Surface。 5.2.1 定义radii曲线

通过点击工具栏上的

图标，打开Curve Ending对话框，在HS/Radius叶下

选中Stem，并在其中的Curve栏中选择Radius，Method栏中选择Manual,再在下面的Manual栏中键入各个水线高度及其对应的半径。如图5.2。

图 5.2

点击Create，并拟和曲线，会发现曲线是由艉柱处以各自高度为纵坐标，半径为横坐标点连接而成。如图 5.3。

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图5.3

接受曲线，系统会自动在曲线栏中的Boundary栏下添加该曲线，并命名为 Stem Radii。

5.2.2 生成End Surface

系统默认的是End surface与中纵剖线垂直的被创建。如果在水线面上有圆弧被要求定义，则需要创建一条Eccentricity曲线来控制需要圆弧Waterline的范围。该船的Waterline的末端都处理成圆弧，所以要创建一条Eccentricity曲线来控制所有的Waterline。

图 5.4

在Curve Ending对话框中选择End Surface叶，在Create栏中选择Eccentricity Curve，点击Create生成该曲线。可以看到该曲线是与艉垂线相联系的，并控制了所有的Waterline，所以保存曲线，系统自动命名为Stem Eccentricity。

继续在Create栏中选择End Surface，点击Create生成End Surface。如图5.5。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vc8p.html