利用Intelliship的數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)船體剖面模數(shù)計算自動化.docx

1、2007年12月船舶December.2007第6期SHIP&BOATNO.6計算機(jī)應(yīng)用/CAD利用Intelliship的數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)船體剖面模數(shù)計算自動化°何吾興(708研究所上海200011)關(guān)鍵詞Intelliship；數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu);剖面模數(shù)摘要介紹了船舶三維設(shè)計軟件Intelliship的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，闡述了如何利用其開放的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)船體剖面模數(shù)計算的自動化。中圖分類號TP391.41文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1001-9855(2007)06-0061-04Calculationautomationofsectionmodulesbasedondataint

2、erfaceofsoftwareIntellishipHeWuxingKeywords:Intelliship；datastoragestructure;sectionmodulesAbstract:ThispaperintroducesdatastmctureandhowtocarryoutsecondarydevelopmentbasedonitsopendatainterfaceofIntelliship,a3-Dshipdesignsoftware,aswellastheautomationrealizationofmodulescalculationforhullsection.1前

3、言在船舶的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，船體剖面模數(shù)計算是船體結(jié)構(gòu)工程師很重要的一項工作。在二維AutoCAD設(shè)計時代，因為二維圖紙里沒有足夠的信息支撐，船體剖面模數(shù)計算是靠人工測量:、收集所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)來完成的。隨著船舶設(shè)計由二維向三維的轉(zhuǎn)變，在三維立體模型中包含了充分的信息,能夠提供各種各樣的數(shù)據(jù)給工程師進(jìn)行計算與分析。Intelliship是美國Intergraph公司針對船舶領(lǐng)域所推出的一款船舶三維設(shè)計軟件，所有涉及數(shù)據(jù)都存儲在MicrosoftSQL數(shù)據(jù)庫（或者Oracel）里面，它的系統(tǒng)開放性也很好，用戶可以用VB或VC直接對核心層進(jìn)行編程。2Intelliship的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)在Intellis

4、hip里船體模型數(shù)據(jù)分三個層次存儲:服務(wù)器端層，中間端層和客戶端層。整個結(jié)構(gòu)采用完整的C/S結(jié)構(gòu)，一個服務(wù)器端可供多個中間端使用。以下是三個層次具體管理的一些功能，如表1所示：表1InteUiship數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)客戶端命令管理器工作集管理器用戶命令船體視圖事務(wù)管理器中間端構(gòu)件對象及其屬性與數(shù)據(jù)庫的動態(tài)連接構(gòu)件之間關(guān)系服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫2.1服務(wù)器端層服務(wù)器端層位于硬盤上，存儲于數(shù)據(jù)庫中。用【收稿日期2007-5-7作矗簡介何吾興（1978.4-）,男，漢族，福建人.工程師.上海交大在讀研究生。研究方向：始辯結(jié)構(gòu)設(shè)計。December,2007NO.6戶一般不用直接訪問服務(wù)器層。它將船體數(shù)據(jù)存儲在七個數(shù)

5、據(jù)庫中，Model,ProjectDataBase,Project_SCHEMA,Catalog,Catalog_SCHEMA,Report,Report.SCHEMA。數(shù)據(jù)庫中有著成百上千的數(shù)據(jù)庫表,存放著船體模型及其相關(guān)的各種數(shù)據(jù)信息。下面以儲存板的幾個SQL數(shù)據(jù)表作為例子作些說明：JPlate：記錄了全船所有板的編號(ID),板的類型(PlateType),描述幾何信息的文件名。(GeometryFileName)，描述(Description)，風(fēng)格編碼(Style-Number)oJUASPSPlateThickness：記錄了全船所有板的ID和厚度(Thickness,用厘米表示)

6、。JUASPSPlateMaterial：記錄了全船所有板的D和材料(Material，用代號表示)。JPlateConnectRelattionShip:記錄了全船所有板的連接信息:哪些面參與了連接(SideToConnect),連接的構(gòu)件(ConnectedObjects)o2.2中間層中間層對服務(wù)器端的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，是聯(lián)系服務(wù)器層和客戶端層的橋梁，它將服務(wù)器層的數(shù)據(jù)加以整理后提供了一系列可供客戶端層或者用戶直接使用的接口。用戶提取或修改構(gòu)件的屬性時不需要跨越數(shù)據(jù)庫中的若干個表進(jìn)行查詢，而是像調(diào)用一個對象的接口一樣方便。中間層還提供一些獨(dú)立API,作為從服務(wù)端數(shù)據(jù)庫中提取某類構(gòu)件所用，并做

7、了一些將提取出來的數(shù)據(jù)向VB標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化的接口。這里以板單元(CPlate)提供的接口為例子作一點說明：UPlate：可以獲得板的種類(甲板板，艙壁板，船體外板，肘板等)，板厚，是否水密屬性，命名規(guī)則，幾何信息文件名UConnectable:獲得板的哪些面有連接關(guān)系，并獲得和哪個構(gòu)件相連。USphttee：獲得板被哪些構(gòu)件切割。UDesignParent：獲得此板被切割成哪些構(gòu)件。USurfaceBody:獲得此板的外輪廓曲線。UNamedltem:獲得該構(gòu)件的名稱。UPlateGeometry:獲得甲板的幾何屬性。UStructContinuouty:獲得甲板連續(xù)性屬性(這個屬性是用戶可

8、以設(shè)置的)UsystemChild:獲得此構(gòu)件在WorkspaceExplor-er中屬于哪個上級單元。2.3客戶端層客戶端層對于船體構(gòu)件的表示沒有變化，而是提供了更多的實用API,這些API不僅可以對單個構(gòu)件進(jìn)行操作，而且可以對多個構(gòu)件進(jìn)行操作。例如:提取甲板上所有的梁等，以及針對界面元素上的操作(例如對GraphicView或者WorkspaceExplorer進(jìn)行操作的API以及Filter的操作等)。3Intelliship中船體剖面構(gòu)件的提取及剖面模數(shù)計算Intelliship里計算船體剖面模數(shù)的流程，如圖1所示。圖1船體剖面模數(shù)的計算流程根據(jù)Intelliship提供的接口，可以用

9、VB進(jìn)行二次開發(fā)，編寫船體剖面模數(shù)計算程序,使船體剖面模數(shù)計算自動化。下面結(jié)合程序的各個流程介紹一下主要API的調(diào)用。3.1獲取計算剖面位置信息進(jìn)行剖面模數(shù)計算，首先要確定計算剖面，在Intelliship里提取計算剖面的基本信息。利用Intdliship的數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)船體剖面模數(shù)計算自動化 Sub(IHFrame).GetRootPoint(x,y,z)獲得肋位所在平面的x坐標(biāo)3.2提取構(gòu)件,獲得計算剖面處的構(gòu)件信息給定了計算剖面后，要將與當(dāng)前剖面相交的所有縱向構(gòu)件的信息(包括板、縱向桁材和縱骨)從Intelliship里提取出來。 Property(JCommand).CommandTex

10、t設(shè)置查詢命令的具體語句。例如:HSELECToidFromCORERangeQuery("&RefX&”,-100,-100,”&RefX+0.001&”，-0.001,100)H表示查詢所有與RefX所在肋位相交的構(gòu)件對象的ID。 Function(URangeAlias).GetRange()asGBox獲得構(gòu)件的范圍(與x,y,z軸平行的Box) FunctionIsNeededPlate(oPlateasUPlate)判斷板構(gòu)件是否能夠計入剖面模數(shù)計算注意:在計算剖面模數(shù)時,并非所有與當(dāng)前計算剖面相交的船體構(gòu)件都能夠計入計算，所以需要對這些船

11、體構(gòu)件進(jìn)行篩選，獲得能夠參與剖面模數(shù)計算的所有有效構(gòu)件。判斷構(gòu)件是否能夠參與船體剖面模數(shù)計算的方法在很多地方都有講述，在這里不一一贅述。舉個簡單的例子說明(圖2)：對于甲板縱骨，認(rèn)為當(dāng)它在計算剖面前后一個型深范圍內(nèi)連續(xù)的,就可以計入剖面模數(shù)計算。圖2縱骨長度的判斷3.3計算剖面模數(shù)剖面模數(shù)的計算如下表2所示,需要從Intelli-ship里提取出構(gòu)件參與計算的具體的相關(guān)屬性信息,如:構(gòu)件名稱、尺寸、角度、位置等。表2剖面模數(shù)計算要素表123456789構(gòu)件編號構(gòu)件名稱構(gòu)件尺寸(mm)角度距參考軸距離Zi(m)剖面積欠(cm設(shè)置空間向最的x,y,z分量Sub(IJDVector).Set(x,y

12、,z)提取板單元剖面 Function(UWeightCGGrouping).DryCGX獲得對象的形心x坐標(biāo)(八z同理) Sub(IJWireBody).GetComplexStrings(pCom-plexStringsAsUElements)獲得UWireBody的復(fù)雜曲線集合 Sub(IJComplexString).GetCurve(CurveAsObject)獲得復(fù)雜曲線的某曲線段 Sub(Line3D).GetDirection(uvX,uvY,uvZ)獲得線段的方向向量-Sub(Line3D).GetSPoint(SX,SY,SZ)靜力矩Ai-Zi(cm2.m2)慣性矩AiZi

13、2(cmm")自身塑生軍i。(cm*m")121ABc獲得線段的始(末)端點 Sub(UCurve).ParamRange(SParam,End-Param)獲得曲線的參數(shù)區(qū)間 Sub(UCurve).EndPoints(SX,SY,SZ,EndX,EndY,EndZ)獲得曲線的起始點坐標(biāo)(3) 提取型材單元剖面 Sub(IJWireBody).GetEndPoints(ppSPosAsUDPosition,ppEndPosAsUDPosition,ppSDirAsUDVector,ppEndDirAsIJDVector)獲得IJWireBody的兩個端點(型材支持UWir

14、e-Body接口) Sub(UProfileAttributes).GetProfileOrientationDecember.2007NO.6(pProfileAsUProfile,plntersectionPointAsIJDPosi-tion,pPrimaryOrientationAsIJDVector)獲得型材的方向向量、角度 SubGetCrossSectionlnfb(oCurrentProfileAsUProfile)獲得型材的剖面特性，包含厚度、寬度，剖面積等 FunctionGetProfilesSpanByPlate(oPlateAsU-Plate)計算型材的間距(4) 根

15、據(jù)提取出來的板、型材的信息計算剖面模數(shù)根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，按照下列公式便可得到剖面的中和軸位置、慣性矩及強(qiáng)力甲板和船底處的剖面模數(shù)：剖面水平中和軸至參考軸的距離為：=專(m)剖面對水平中和軸的慣性矩為：/=2(C牛)(cm2m2)設(shè)中和軸至強(qiáng)力甲板和船底的垂直距離分別為Z和Z”則強(qiáng)力甲板和船底處的剖面模數(shù)分別為：下面的例子是在Intelliship基礎(chǔ)上開發(fā)船體總縱強(qiáng)度計算的程序，剖面模數(shù)計算是其中的一部分。通過比較可以看出，程序計算的數(shù)值更為精確。圖3所示是程序計算的界面，表3是圖3中箭頭所指項的具體數(shù)值及與手工計算值的比較，表4是剖面模數(shù)計算結(jié)果的比較。圖3剖面模數(shù)計算表3剖面模數(shù)計算單項比較程序計算值手工計算值序號316名稱L-S-102LBH1主機(jī)基座桁材腹板厚度(mm)88寬度(mm)590.962600距基線高度(m)0.8670.85剖面積(cm2)47.27748靜矩(cm:xm)41.00940.8慣性矩(cm2xm2)35.57234.68表4剖面模數(shù)計算結(jié)果比較程序計算值手工計算值上纖維高度(m)6.6016.530中和軸距基線高度(m)2.8352.81總面積(cm2)2666.7542676.4慣性矩(cm2xm2)12185.20911740.2上纖維模數(shù)(cm2xm)3235