TRIBON M3船体高级建模应用研究

王乐岩 林甦 罗帅

摘 要：TribonM3可以完成船体和舾装的三维设计建模及绘图工作。本文主要从中拓扑点和肘板连接形式 7-Free Position兩个常用的功能简单介绍 TRIBON M3系统在船体高级建模中的应用。

关键词：TribonM3系统；船体建模；常用功能

传统的船体建模过程是交互式的，效率较低，1958年瑞典开发研究了STEELBEAR软件应用于船舶的船体建模，并逐渐升级演变为TRIBON软件，目前来说，全球已经有200多家船舶建造厂商采用TRIBON系统进行船舶的设计与制造，20世纪90年代以来，我国也有众多厂家及科研院所购买了TRIBON软件，因此，本文主要就TRIBON M3在船舶高级建模中的应用进行简单的介绍。

一、TRIBON系统简介

TRIBON软件是由瑞典KCS公司研发设计，它的前身是KCS公司1958年开始研发的STEELBEAR软件，后来KCS公司将三个船舶设计系统即STEEL-BEAR，AUTOKON和SCHIFFKO进行合并，推出了TRIBON M1，并逐渐升级为M3版本。

TRIBON系统的主要作用是辅助船舶的设计制造，它是一款船舶设计专用的计算机软件集成系统，集CAD/CAM/MIS于一体，包括船体设计、舾装设计、管系设计、电缆设计、舱室布置、特舾装件、系统管理等模块，每一个大的模块又可细分为多个小的模块，使用多种方法建立一个三维船舶数字模型，设计人员在系统的数据库中可以访问船体各个部分的设计信息，并根据相关部位的设计信息调整自身的作业，各个专业之间可以实现平行作业，降低了修改工作量，缩短了设计的时间，有效的节约了船体设计协调的工作成本，因此，TRIBON软件广泛应用与全球众多船舶建造厂家。

二、TRIBON软件两个常用的功能

想要有效实现TRIBON软件的功能，船体设计人员必须掌握一定的建模要领，当前我国许多船舶建造厂中的设计人员并没有完全掌握使用TRIBON软件进行船体建模的方法，软件中许多功能并没有使用上，船体设计过程中，许多部分建模比较困难，因此，本文就软件中两个常用的功能即拓扑点与肘板连接形式 7-Free Position为出发点简单介绍TRIBON M3在船体高级建模中的应用。

1.拓扑点。平面建模中一般使用给定的坐标来定义点，但当模型中某个目标发生变化时，其它相关的点的坐标就需要重新定位，增加了建模的工作量，因此，就引入了拓扑点的概念。给出明确的坐标与方向后就可以使用拓扑点。拓扑点是存储在板架内的点，它的位置参照模型构建计算得到，模型构建参照拓扑点生成，从而建立拓扑关系。拓扑点可以使用在给出明确坐标和方向的地方。POINT语句可以用于SCH文件中的任何地方，平面建模过程中可以使用POINT语句生成拓扑点，船舶建造设计人员想要使用TRIBON M3软件生成拓扑点，应执行以下命令：Planar >Model>Create>Point ，此时系统弹出图1所示菜单。菜单显示了拓扑点生成的五种方法。

图1 拓扑点菜单

1Given、2Corner、3Profile Cross、4Intersect、5Interpolation分别为定义拓扑点的五种方法。通过给定点的位置及相关方向来定义的方法为1Given，通过参照板架与板架间的角定义拓扑点的方法为2Corner，3Profile Cross则是以参照型材断面的方法来定义拓扑点，4Intersect将两条曲线的交点定义为拓扑点，5Interpolation主要用于已经存在的点间生成拓扑点，即通过内插两点定义拓扑点。五种方法各有不同，具体的操作步骤也都有所区别。

拓扑点定义完成后，需要对它进行存储，拓扑点存储为板架的属性，存储时应包含点的位置及其方向矢量，拓扑点生成方法不同，方向矢量自然会有所区别。当前定义存储的拓扑点只局限于某一个平面板架，设计人员还可以参考模型中其它的板架及构建生成拓扑点。拓扑点多用于建模过程中曲线的生成过程。初级建模时往往需要先手工绘制一条曲线，然后再用TRIBON M3进行定义，当设计计划出现变动，曲线需要修改时，就需要设计人员按照修改计划重新手绘曲线，费时费力，且如果设计人员出现失误，手绘存在偏差，就会造成许多损失，在高级建模中，使用拓扑点定义曲线，scheme 语句修改曲线，则可以有效避免这个问题，并且这种方法定义的曲线可以拷贝，船体建造过程中有许多相同或相似的结构，可以直接复制归来，或只简单修改一些语句就可以生成相应的结构，极大的缩短了设计、修改的时间。

2.肘板连接形式 7-Free Position。肘板是连接两个以上构件的常用连接件，它能够减少连接点间的应力集中，增加连接点的刚性，有效保证相交结构的连续性，改善接头的性能，是船体结构中使用最频繁的构件之一，在船体建造过程中，肘板主要用于板架与板架之间、板架与型材之间、型材与型材之间的加强。目前船舶构件主要靠传统的三角形肘板进行连接，但三角形肘板很容易在肘板与构件的连接处形成应力集中，造成肘板出现损伤与裂纹，为船体埋下安全隐患，因此许多的厂家在船舶建造的过程中开始开发研究新型肘板，以期降低这类安全隐患发生的几率。

船体设计的过程中，初级的建模方法就可以完成一般的三角肘板的创建。但随着科学技术的进步，越来愈多的新型的、结构复杂的肘板开始应用与船舶构建的过程中，而这类复杂的肘板如果使用初级建模的方法进行创建，往往需要以板架的形式进行建模，增加了设计人员的工作量，且错误率较高，比较麻烦。同时，如果船体模型构建过程中，复杂肘板过多，使用板架建模，设计人员的工作量就更多。连接形式 7-Free Position多用于复杂肘板的高级建模，可以避免创建板架，减少了许多的辅助工作，而使用肘板进行建模不需要修改肘板语句，只需要修改部分拓扑关系就可以完成全部的建模工作，使建模工作更加快捷、高效。设计人员应该注意，在使用连接形式 7-Free Position创建肘板时，肘板臂的数量不同，肘板创建方法也会有所区别。

三、结语

船舶设计的过程中需要不断协调各部分的关系进而修改模型数据，极大的增加了设计人员的工作量，延长了设计的周期，降低了工作效率，使用高级建模的方法，只需要调整极小部分就可以完成模型修改工作，极大的方便了设计人员，因此，船舶建造设计人员应加强建模方法的学习，充分利用TRIBON M3进行船体建模工作，保证船体设计工作更好更快完成，以促进工作人员设计效率的提高，本文只是对TRIBON M3 船体高级建模中两个常用方法进行了简单的介绍，具体的实践过程中，还需要从业人员积极探索，总结相应的建模方法，最大程度的发挥TRIBON M3 软件高级建模功能的作用。

参考文献：

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