TRIBON SURFACE模块的应用

侯宝叶 孙高鹏 莫 兵

（上海船舶研究设计院，上海201203）

TRIBON SURFACE模块的应用

侯宝叶 孙高鹏 莫 兵

（上海船舶研究设计院，上海201203）

随着船型的不断丰富，在实船上有大量曲面线形需要设计人员处理。在应用TRIBON软件进行生产设计的过程中，SURFACE模块可以使船舶设计人员及放样人员完成LINES模块不能精确定义的船上附体、特种船舶、海洋平台、特殊的内部结构及其他一些曲面几何图形的建模。通过实船使用，举例说明SURFACE模块的应用，可以有效地简化设计工作，提高设计效率。

生产设计；建模；TRIBON SURFACE模块

Abstract:With continuous development of different ship types，there are a large number of surfaces and lines to be dealt with.During production stage by means of TRIBON software，SURFACE module could build the model of ship appendages，special ships，platforms，special structures and other surfaces and lines that could not be completed by LINES module.Taking an existing vessel as an example，the paper illustrated application of SURFACE module by which design work could be simplified and work efficiency could be improved.

Keywords:production design；modeling；TRIBON SURFACE module

0 前言

目前，TRIBON软件作为一款船舶设计软件，已经被越来越多的用户应用到船舶生产设计中。应用此软件进行船舶生产设计，主船体线形光顺一般是通过LINES模块进行三向光顺完成的。但在生产设计过程中，往往会碰到船上附体、特种船舶、海洋平台、特殊的内部结构及其他多曲面几何图形，通过LINES模块来处理，往往会碰到以下问题：

1）无法精确定义线形；

2）光顺时间较长，效率低。LINES模块处理曲面的方式是通过点形成一系列曲线，再通过这些曲线围成网格，一个曲面是由众多网格组成的，网格越多，精度越高，但是无法避免在网格内部，曲面存在一定误差。

SURFACE模块包含很多高级曲面几何图形建模功能，包括几何图形元素（如平面、圆柱、圆锥、扫描曲线等）的生成，也可以得到多曲面的精确相交以及修剪、倒圆等功能。如能借助SURFACE模块，通过对几个图形参数进行定义，即可生成所需标准曲面，省掉了LINES模块定义曲线，在通过曲线生成曲面的过程的同时，又能获得精确的曲面，达到事半功倍的效果。

1 文件管理

SURFACE模块将船型定义的所有信息存在一个文件扩展名为.dm的数据库中，各种可选的文件可以用作初始船型的输入，其中包括LINES输出的dml文件、lines数据库、bri文件等。

建议为每个项目建一个单独的目录，SURFACE只使用dm文件，但初步设计的其他模块还产生很多文件，为避免混乱，所以应该与其他项目分开。

一般，通过PROJECT TOOL模块进行文件的管理。首先打开PROJECT TOOL模块，主界面如图1所示，在“Projects”下面创建新的工程并指定保存路径。这样在此工程下新建的SURFACE文件将统一保存在此目录下。

图1 PROJETC TOOL主界面

2 SURFACE模块的图形用户界面及功能

2.1 用户界面

打开SURFACE模块界面，此界面分为：菜单条、工具条、工程窗口、图形窗口和输出窗口等，见图2。

通过在菜单条或工具条中参数或命令的输入，可以在图形窗口中显示出生成的立体模型。同时，在工程窗口中，生成对应的模型名称并且进行分类管理。通过图形处理、编辑功能，最终生成需要的曲面模型文件。

图2 SURFACE模块主界面

2.2 功能特点

SURFACE模块具有以下功能特点：

1）可以在正交或三维视图中方便地交互观察、访问及处理曲面模型，而且可以同时在多个窗口处理曲面；

2）具有消隐及高级照光功能，模型显示更加形象、清晰；

3）用户配置的图形用户界面可以提高使用SURFACE模块的效率；

4）系统命令可以存为宏指令并且可以方便地的执行；

5）SURFACE模块具有64个用来保存及显示几何图形的图层，处理及观察曲面模型更加灵活；6）可以输入LINES及FORM模块的曲面定义；7）SURFACE模块的曲面定义可以用于后续的设计，比如：进行分舱及后续建模；

8）丰富的输出功能，包括图形输出及型值的输出；

9）布尔运算，具有丰富、灵活的曲面处理功能。

使用本模块的目的是为了生成需要的曲面，对于规则几何体，可以通过定义几何体参数直接生成曲面，如：圆柱、圆锥或圆台、球体等。对无法直接定义的曲面，通过SURFACE模块提供的多种曲线的定义和编辑方式来定义曲面的边界，通过边界生成曲面；对于更加复杂的曲面，需要借助曲面处理功能，进行编辑和处理，形成最终的曲面。

3 SURFACE模块在生产设计中的应用

3.1 简单几何图形元素

在生产设计过程中，经常会碰到圆柱形吊车基座、锚链筒、侧推筒体等简单几何体，通过定义几何体高度、半径（或上下面的半径），可以非常方便、准确的生成曲面。如图3～图4所示。

此类简单几何体，如果在主平面内（如：吊机基座筒体），SURFACE模块和LINES模块基本都能在1 h内完成。但是如果与主平面形成一个角度（如：锚链筒），LINES模块将耗用1 d甚至更长的时间却不能得到一个准确的曲面，而SURFACE模块在基本不增加时间的情况下仍能得到标准线型。

图3 筒体

图4 圆台

3.2 曲线定义边界

在实船上存在各种曲面，如：舵叶、挂舵臂、烟囱、雷达桅、上建围壁以及吊机基座与吊机衔接处天圆地方结构等。这类曲面不能在本模块中直接定义生成，可以定义曲面的边界线（边界线可以是圆弧、圆弧与曲线组合、抛物线等），通过上下边界拟合或其他形式来形成需要的曲面，如图5～图8。这种方式也比较方便、直接，对于船上附体曲面的生成非常实用。

图5 舵叶

图6 天圆地方结构

图7 雷达桅、烟囱

图8 上建围壁

此类曲面边界线比较多，所耗用的时间要长些，一般SURFACE模块要1 d时间，LINES模块由于需要的边界更多，耗用时间更长，基本在2 d左右。

3.3 复杂曲面

与以上几种曲面不同，首侧推筒体及喇叭口、锚穴、锚台等曲面做法相对复杂。首先在模块中生成标准曲面，通过曲面编辑功能对曲面进行编辑，初步得到曲面，在此基础上对曲面进行剖切，得到一系列曲线，将曲线导入LINES模块进行光顺，使之与主船体线形光顺过渡。最终得到如图9～图12所示曲面。

图9 首侧推（一）

图10 首侧推（二）

图11 锚穴

图12 锚台

由于以上曲面比较复杂，完成这些工作已经不单是时间问题，单凭LINES模块很难定义，甚至是无法定义曲面边界，只有借助SURFACE模块进行边界线的准确定义，才能完成曲面的创建。这类曲面创建的工作一般要一周时间才能完成。

3.4 不同格式的转换

有些附体曲面在基本设计阶段已经有三维模型，但是不能直接为TRIBON所用。此时可以尝试借助犀牛软件将文件格式转换成.SAT格式文件，然后导入TRIBON SURFACE模块进行编辑，生成适用于TRIBON的文件格式。另外：像锚台、锚唇、锚链筒等线形也可以直接在犀牛软件中生成，然后导入TRIBON SURFACE模块进行文件格式转换。图13～图14为文件格式转换前后的模型特点。

图13 犀牛软件中模型

图14 SURFACE中模型

这类曲面如果不能借助SURFACE模块进行格式转换，在LINES模块中进行光顺工作要至少1 d时间才能完成，但是通过SURFACE模块格式转换后，只需要0.5 h就可以得到需要的曲面。

由于SURFACE模块具有精确创建曲面的功能，有效提高了船厂的加工和建造精度。

4 结语

目前SURFACE模块的应用越来越成熟，越来越广泛。实船上随处可见SURFACE模块的应用实例，如：在38 000 DWT系列散货船上，独立完成了舵叶、挂舵臂以及吊机基座筒体线型；在88.8 m PSV项目上独立完成上层建筑曲面线型、雷达桅线型，与LINES模块配合完成首侧推线型；在8 000 HP PSV项目上，独立完成尾滚筒、上建曲面围壁、雷达桅主体线型，与LINES模块配合完成首侧推、锚穴线型；在6 500 HP PSV项目上独立完成尾部呆木、尾滚筒、上建前围壁、烟囱、雷达桅主体线型，与LINES配合完成首侧推与锚穴线型；在E169抛石船项目上，HEAD BOX线型是直接使用基本设计模型，通过犀牛软件转化而来。以上附体曲面线型既为设计大大节省了时间，又能够在精度和建造工艺上满足船厂生产要求。通过SURFACE模块的应用，大大缩短了线型光顺时间，简化了操作流程，为整个项目的顺利开展创造条件、赢得宝贵的时间。

随着经济的发展，海洋开发的不断深入，现代船舶不仅要满足各种功能要求，同时要具备节能、环保、高速、高效等特点。为了满足要求，各种船型不断涌现。这些船型，除主船体线形外，往往存在很多附体线形，如：锚穴或锚台线形，首尾侧推处喇叭口线形，尾鳍线形，舵叶线形，上建、烟囱、雷达桅线形以及一些特殊区域的线形等。其中大部分的线形可以通过SURFACE模块或与其他模块结合的方式准确、快捷实现。通过此种方式，大大提高了设计效率和准确率。

Application of TRIBON SURFACE

HOU Bao-ye SUN Gao-peng MO Bing

（Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute，Shanghai 201203，China）

U662.9

A

1001－4624（2017）01－0098－05

2016-12-20；

2017-03-15

侯宝叶（1980—），男，工程师，从事船舶结构设计工作。

孙高鹏（1982—），男，工程师，从事船舶结构设计工作。

莫 兵（1968—），男，工程师，从事船舶轮机设计工作。