基于solidworks二次开发技术的型线插值设计资料

学号：200910414042 基于solidworks二次开发技术的型线插值设计摘要造船生产设计涉及的方面和内容很多，本文主要对船厂生产设计方面的重点内容进行研究和设计，并与船舶生产设计工作的实际相吻合。

为了使重复性较大的船舶绘图工作量减小和更加规范，本文使用VB开发语言对Solidworks绘图软件进行二次开发。

对型线进行插值，并将型值点坐标排序保存到表格中，以便下次绘图或光顺计算时所用。

关键词：现代船舶设计，Solidworks，二次开发，型线插值AbstractThere are many aspects and contents of shipbuilding production design, we focus on the shipyard production design research and design, and the actual match and ship production design work. In order to make the repeatability of vessels drawing workload reduced and more standardized, this article uses the VB language for secondary development of SolidWorks drawing software. To single type line interpolation, and data points coordinate,and save the points data to the table for the next drawing.Keywords:modern shipbuilding mode,Solidworks,secondary development single,type line interpolation目录前言 (1)一、现代船舶的设计及发展现状 (1)(一)船舶设计各阶段 (1)1.船舶设计各阶段 (1)2.船舶型线插值设计 (3)（二）国内外发展现状 (4)1.国外发展现状 (4)2.国内发展现状 (5)(三)论文研究内容 (5)1．论文研究主要内容 (5)2.论文结构与安排 (5)二、Solidworks与VB (6)（一）Solidworks绘图软件 (6)（二）VB程序开发软件 (7)（三）VB与Solidworks二次开发技术 (8)1.二次开发技术 (8)2、VB开发Solidworks (9)三、VB开发Solidworks设计 (10)（一）API技术与宏命令 (10)（二）VB开发Solidworks程序开发 (11)四、插值法设计型线 (13)（一）B样条曲线方程建立 (13)（二）三次B样条插值 (13)（三）算法设计 (14)五、型线插值程序设计 (19)（一）插值算法程序代码 (19)（二）、程序界面与运行实例 (24)结论 (26)参考文献 (27)附录：程序代码 (27)前言我国的劳动力资源丰富，工业发展迅速，我国许多城市漫长的海岸线适宜造船，船舶工业的发展具有较强的优势。

与此同时，我国进出口贸易的迅速增长，使得对交通运输工具的需求量提高，为船舶工业的发展提供了良好的机遇。

现今，全球船舶工业正在亚洲区域转移，我国要抓住这个机遇。

想要在激烈的船舶制造业竞争中站稳脚跟，只有靠先进的技术才能提高造船质量、且降低造船成本，在追求“量”的同时，做到利润最大化，这样我国的船舶工业才有希望成为富有竞争力的产业。

在船舶制造业中，一艘船的诞生首先要从设计开始，本文主要对船厂生产设计方面的重点内容进行研究和设计，并与船舶生产设计工作的实际相吻合，型线放样对于船舶生产设计是一项非常重要的环节，如何将较小的图纸中的型线准确的放样为实际生产中的样子，就需要对型线进行拟合插值，通过获得更多的点坐标来更加准确的表达型线的形状。

Solidworks是一套基于windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统，现多用于零件开发，但是它强大的功能和易用的界面也同样适用于船舶设计。

因此本论文针对生产设计中型线插值问题，用VB二次开发Solidworks，实现将单根型线上点的坐标存入表格，以便于计算或放样使用。

一、现代船舶的设计及发展现状(一)船舶设计各阶段1.船舶设计各阶段船舶是一种要在水上航行的物体，对于其结构建筑特点，要进行合理的设计。

船舶的种类很多，例如较为常见的客船、集装箱船、散货船、化学品船、拖船和军事用途的驱逐舰、航母、潜艇等，每一种船舶都有其自身的特点，因此船舶设计必须认真对待，慎重考虑。

在现代船舶设计中，比较重要的几个设计环节依次是初步设计、详细设计和生产设计。

每个环节中所考虑的问题是有所重复的，但是侧重点和详细程度不同。

在不同设计阶段中对同一方面的工作不是简单的重复，而是一个逐步近似，螺旋式前进的过程，其中包括：设计要求、主要因素、航速，功率估算、型线、静水力、总布置、干舷、舱容、吨位、重量、重心、阻力、推进、破舱稳性、经济估算等。

1.1初步设计阶段在这一阶段，设计人员对设计任务书、造船合同的调查研究，从整体出发，对船舶的总体性能做出一个定位，通过计算、绘图和必要的模拟实验，得出船体的主要参数、主要结构、主要设备选型等。

这一阶段要完成的主要技术文件包括：船体说明书、总布置图、型线图、航速，稳性，舱容，干舷等估算书或计算书、中剖面结构图及构件计算书、主要设备明细表等。

在得出结果后，设计方应当交由船东审查，将此作为下一阶段设计的参考和依据。

1.2详细设计详细设计是设计环节最重要的一个阶段，这个阶段的设计内容基于初步设计的结果，对各个板块进行深入分析，对每个项目进行详细的设计和计算，最终确定船舶的全部技术性能和船体结构。

其中，会调整和解决船机电各方面的具体问题和矛盾，最终确定新船全部的技术性能、结构强度、各种设备、材料以及订货选型要求等等。

在详细设计阶段需要完成的文件有：船体说明书；详细的总布置图；正式的型线图；重量重心计算书；静水力曲线和各种装载情况下的稳性和浮态计算书；干舷计算书、吨位计算书、舱容曲线；航速计算书、螺旋桨设计图及强度计算书；船体构件规范计算书和总强度计算书；典型横剖面图、基本结构图、外板展开图、肋骨型线图；机舱结构图、首部结构图、尾部结构图、主要舱壁结构图、上层建筑结构图；防火控制图；锚泊、起货、舵、救生设备的计算书和布置图；各系统原理图；舱室内部舾装图；详细的设备、材料规格明细表；规范和法规有特殊要求的计算书和实验报告等。

1.3生产设计在详细设计之后，基于前者的基础上，设计人员开始安排生产设计。

在安排生产设计时，要结合船厂和工人的实际生产情况，根据船厂的工艺装备条件、施工方案、工艺要求和生产管理情况，做出合理的安排。

设计出的施工图纸以及施工工艺等文件必须满足以下基本要求：船体生产设计应立足于造船企业的全部产品和各个专业中的全面实施；应贯彻建造方针、施工要领等文件所提出的要求；应根据工艺阶段和生产区域，包括车间生产活动的需要，绘制施工图、管理表并提供有关施工信息。

最后按照具体情况分析后确定是按工序出图还是按分段出图。

综上所述，设计过程中每个不同的阶段都有其独立性，但是每个阶段又不可分离。

前一阶段的设计结果对下一阶段的设计有着依据作用，后一阶段是对上一阶段进一步的分析。

2.船舶型线插值设计船舶型线在船舶总体设计中占据着非常重要的地位，因为型线直接影响到船舶的结构、性能，作为设计工作的重要环节，型线设计也占据着大量的设计时间，因此船舶型线设计所耗时间直接影响船舶的整个制造周期。

船舶型线包含了直线、二次曲线、自由曲线等，十分复杂，如何进一步加快型线设计速度及提高设计水平一直作为船舶发展的一个重要参考依据。

在船舶制造中，船体的几何形状是以船体型线图来表达的，从图中量取的数据，通常被制成型值表，用于表达船体的尺寸。

但在绘制型线图的过程中，由于反复量取数据，不可避免的存在误差，加上型线图是一种缩小了的图形，使隐含的误差更难显露。

因此必须放大型线图，并经过光顺、保证剖面线上各对应点的一致性后，才能作为施工依据。

由设计所提供的型值表，暂且不说制图工具以及人工所造成的误差，就单单是型值表中型值的个数，也远远不够确定构架轮廓形状的需要。

型线图上的站线间距比肋骨间距要大若干倍，这必将产生误差，所以必须根据为数较少的型值来精确地找出那些介于站线间的肋骨框架的型值，从而确定船体纵向的线型，保证船体的光顺性。

从数学上说，型值是船体模曲面在三维直角坐标系中按一定规律分布的一系列离散点，因而型值表是船体模曲面函数的一种表达式。

当然，船体模曲面的值域是由一些边界条件来限定的。

根据满足某曲面函数的一些已知离散点的坐标，来寻找该曲面上其他点的坐标，这在数学上称之为插值问题。

插值法是函数逼近的一种重要方法，是数值计算的基本课题。

概括地讲，当线性函数f(x)在区域Ω上的若干个互异点x j=(x1, x2, x3, …x n)的函数值f(x j),j=1,2,3…，n，或给出函数f(x)的一个数据表，现要寻求一个函数q(x)来近似的替代（或逼近）f(x)，使得它们在相应节点处的函数值（或导数值）相等，而对非节点处的（x∈Ω,x≠x j）函数值，则用f(x)≈q(x)来替代。

这就是插值问题的一般定义。

q(x)称为f(x)的插值函数，x j称为插值节点。

插值问题通常涉及到一下三个方面的数学内涵：(1)插值问题是否有解（即能否找到插值函数q(x)），如果有解，解是否唯一；(2)插值函数q(x)逼近于f(x)的误差，及∣q(x)-f(x)∣如何估计；(3)当插值节点无限加密时，插值函数q(x)是否收敛于f(x)。

工程技术人员关心的只是应用问题，即根据实际情况恰当的选择插值函数并希望计算方便，使逼近误差在可接受范围内。

（二）国内外发展现状1.国外发展现状在船舶制造领域，最先由欧州国家兴起，例如挪威、德国等，随着经济发展，亚洲国家也开始进入船舶设计领域，尤其在船舶生产设计领域，日本和韩国已取得重大进步。

计算机辅助设计和制造兴起于60年代，在这几十年中，船舶设计领域对计算机设计的开发投入了相当大的精力和时间，同时这一科学技术的使用更加广泛，在对产品进行设计、制造、测试领域中都离不开计算机辅助设计和制造。

这一技术不仅提高了生产过程的自动化程度，同时在改进质量、缩短设计到生产的周期时也产生了巨大的作用。

在计算机辅助设计中，较为常见的有AUTOCAD、TRIBON、NAPA、CATIA。

ATUOCAD是最普遍使用的绘图软件，不过其功能有限，若要做到绘图以外的工作还需要大量的二次开发。