isicad: Как мы проверили судостроительные способности КОМПАС-3D

Оригинал статьи, опубликованный компанией АСКОН:
Как мы проверили судостроительные способности КОМПАС-3D. Часть 1
Как мы проверили судостроительные способности КОМПАС-3D. Часть 2.

Часть 1

Можно ли в КОМПАС-3D спроектировать корабль? Пользователям уже знакомы проекты судового дизель-генератора «Звезды-Энергетики», изделий МСЧ (машиностроительной части) ПО «Севмаш». Теперь разработчики АСКОН взялись проверить гипотезу, что и корпус судна вполне по силам КОМПАСу. Вот что из этого получилось.

Образцом послужила 3D-модель корпуса судна-нефтесборщика, которую нам передал заказчик, проектно-конструкторское бюро. Сможем ли мы повторить конструкцию, созданную в специализированной судостроительной САПР? Считалось, что КОМПАС-3D не потянет обводы и набор корпуса из-за сложных поверхностей.

Импортированная модель судна-нефтесборщика

Владимир Панченко, руководитель дивизиона «Приложения КОМПАС-3D»:

Панченко
«Изучив полученную 3D-модель, мы подумали, а почему бы не попробовать воспроизвести ее с помощью приложения Оборудование: Металлоконструкции? При первичной оценке показалось, что сможем. Да, мы слышали скептические отзывы, дескать, это очень сложно, практически невозможно. Поэтому решили проверить нашу гипотезу без спора, без драки».

Работа заняла 46 часов. По отраслевой специфике разработчиков консультировал проектировщик с 30-летним опытом работы в судостроении, специалист по корпусам.

Изначально задача ставилась получить упрощенную модель кормовой части корпуса. Но инженерная конструкция не терпит вольного обращения. Попытка сделать просто и быстро закончилась неудачей – первая модель отправилась «в корзину».

Вторая модель в процессе работы тоже претерпела изменения, когда было решено использовать компоновочную геометрию. В судостроительном ПКБ над корпусом, как правило, работает группа специалистов – каждый проектирует свой блок, и затем блоки собираются в общую сборку. Методика проектирования с предварительной компоновкой идеально ложится в задачу группового проектирования корпуса судна.

Поэтому опорная геометрия (теоретическая поверхность и сечения) была отделена в файл компоновочной геометрии. Таким образом, финальной стала третья модель.

Теоретический обвод строился базовым функционалом КОМПАС-3D v17 с использованием поверхностного моделирования. Набор корпуса проектировался в приложении Оборудование: Металлоконструкции.

Виктор Доин, инженер по тестированию приложений КОМПАС-3D:

Доин
«Почему мы взяли приложение Оборудование: Металлоконструкции? Набор корпуса состоит из профильного проката и листовых деталей (пластин), а в нашем приложении как раз есть необходимые инструменты: Профиль по образующей, Пластина по эскизу. С их помощью мы расставляем профили, стыкуем профили между собой, подрезаем, добавляем элементы. Получаем сначала реберную модель, а затем силовой каркас, который можно отдавать в производство».

Владимир Панченко:

«КОМПАС-3D уже сейчас позволяет построить теоретические поверхности корпуса судна, но есть понимание, что эту часть функциональности нужно улучшать. Нужны команды выглаживания формы, контроля кривизны, особенно на стыках поверхностей. Здесь здорово поможет геометрическое ядро C3D, на математике которого базируется КОМПАС-3D. В новой версии ядра реализована гладкая стыковка по G2, и она войдет в следующие версии КОМПАС-3D».

Гипотеза о том, что в КОМПАС-3D можно спроектировать корпус судна, подтвердилась экспериментальным путем на реальной конструкции. При этом размер блоков, на которые разбито судно, не имеет значения. Новый КОМПАС-3D v18 с его производительностью сможет собрать блоки в единую 3D-модель корпуса.

Часть 2

Итак, мы рассказали, как наши разработчики проверили судостроительные способности КОМПАС-3D, спроектировав кормовую часть корпуса. Проверили, спроектировали… Но как именно? Как была организована работа, какие инструменты САПР использовались?

Объясняет Виктор Доин, инженер по тестированию приложений КОМПАС-3D.

«В современном судостроении принят блочный метод проектирования корпусов, когда сначала строится обвод, поверхность нарезается на шпации (расстояние между шпангоутами) и далее судно разбивается на блоки. Мы работали с одним блоком – кормовой частью. Теоретическую поверхность делали базовыми инструментами КОМПАС-3D v17, набор корпуса – в приложении Оборудование: Металлоконструкции. Далее я последовательно покажу все этапы работы.

Блок корпуса, который предстояло повторить в КОМПАС-3D

Проработку теоретического контура и сечений по шпангоутам выполняем поверхностным моделированием, это базовый инструментарий КОМПАС-3D. Полученный компонент используется в сборке блока в качестве компоновочной геометрии.

Теория проработка

Размещаем шпангоуты по образующим, полученным пересечением теоретической поверхности с плоскостью шпангоута.

Размещение шпангоутов

Используя команду «Пластина» приложения Оборудование: Металлоконструкции, приступаем к построению судового фундамента под установку двигателя и другого тяжелого оборудования.

Формирование судового фундамента

Одновременно с фундаментом формируем набор днища, которое представляет собой совокупность пластин и полос. Для полос используем команду «Профили по образующим» приложения, а в качестве профиля выбираем «Полоса».

Пластины строим по эскизу. Вырезы в этих пластинах, для облегчения конструкции, получаем командой «Группа отверстий». Сложные контуры отверстий тоже делаем по эскизам.

Набор днища

Прорабатываем примыкания шпангоута с помощью комбинации команд «Группа отверстий» и «Изменить длину» приложения, а также команды базового функционала «Сечение».

Примыкания

Расставляем ребра жесткости и строим фаски. Используем соответственно команды «Ребро жесткости» и «Фаска» приложения.

Рёбра жёсткости и фаска

Раскладываем листы настила командой «Пластина».

Раскладка

Размещаем голубницы (небольшие вырезы в нижней части флоров для протока воды или жидких грузов и в верхней части флоров для прохода воздуха) командой «Группа отверстий» приложения.

Голубницы

Набор днища готов, приступаем к проработке каркаса палубы. Работаем с инструментом «Профиль по кривой» приложения.

Каркас палубы

Добавляем распорки и опорные элементы палубы, используя команду «Профиль по точкам» приложения. Обрабатываем балки палубы голубницами.

Завершающие этапы

Получив правую часть блока, применяем команду «Зеркальный массив» для построения левой части.

Зеркальное отражение

За несколько дней и ночей работы над корпусом мы, конечно, не стали специалистами по судостроению, но кое-что поняли. Это был живой опыт на реальной конструкции».

P.S. К вопросу о больших сборках и быстродействии.

При нагрузочном тестировании в КОМПАС-3D было загружено 2,3 млн компонентов: