以PROE為基礎的船舶機艙設計研究

摘 要：文章研究的主要內容就是利用PROE軟件對船舶機艙進行的相關設計，所用來進行分析的是某集裝箱貨船。分析展開的主要是通過在進行相關的設計時所利用的PROE軟件的一些基本特點以及用途，對設計中的一些注意事項也進行了分析，還對進行PROE設計的可行性以及相關的設計步驟做了簡單的介紹，為以后的船舶機艙設計積累一些經驗。

關鍵詞：PROE；船舶機艙；設計研究

對于一艘船舶來講，機艙的重要性是毋庸置疑的。機艙不僅是有關的輪機人員進行管理的場所，還是放置相關的船舶動力以及輔助機械的場所。對于船舶機艙的設計工作來講，有著過程比較復雜、內容較多等一些特點。在進行相關的設計工作時主要分為以下的幾個步驟，也就是初步的進行設計，對于技術的設計，下階段的相關生產設計以及完工文件的形成等一系列相關的工作，以上的幾個工作階段的關聯性是很強的，上一個階段是下一個階段的基礎[1]。

1 對于PROE軟件的介紹

PROE軟件是一家美國公司發明的三維造型軟件，這種軟件具有CAE/CAD以及CAM等三個軟件的功能，是現在進行三維設計的一種常用軟件，在很多涉及設計工作的相關領域是被廣泛應用的。從有關于PROE軟件的相關程序來看，其主要是由一些相互聯系而又具有一定的獨立性的模塊組合而成，這些組成的模塊功能是比較完善的。采用這種模塊構造的PROE軟件可以使用戶按照自己的實際需求展開相關的設計工作，這樣能夠在保證設計質量的基礎上還能具有很高的效率以及極大的提高設計的通用性。相比較于其他一些較傳統的設計軟件，該軟件的一些設計性能是其他軟件所無法比擬的。PEOE軟件主要是通過進行一種具有實體造型的模型化設計，在進行現相關的涉及中，它能夠按照不同的類型將產品進行簡化，簡化為不同的一些比較簡單、直觀的幾何模型，這些幾何模型一般來看都是具有一定的特征參數的構成形式。與之前的CAM等系統是基于多個數據庫不一樣的是PROE軟件是基于一個數據庫進行設計的。

2 進行船舶機艙設計的一些基本原則

在進行船舶機艙的設計時應該注意既能夠使設計成果滿足相關的技術要求，還要對相關的設計進行優化，確保整體效果達到最優。所以在相關的設計工作展開時應該注意以下的幾項基本設計原則。

（1）應該對于機艙內的各種不規則空間進行合理的利用，將這些空間作為液體艙，這樣由于液體的空間要求并不高所以這樣就能夠對機艙的有關空間進行高效合理的利用[2]。

（2）由于文章所展開的討論主要是對于集裝箱貨輪的機艙設計，所以為了盡可能的保證在船艙的整體尺度不變的情況下使得貨倉的空間盡可能的大一些，這樣就可以增加運輸量，大大的增加船舶運輸的效益。

（3）對于機艙內的各種輔助設施都應該按照一定的用途或者一定的種類進行布置，在進行這些設備的布置時還應該注意到相關的高效性和科學性，這樣不僅使得在進行操作的過程中有關的一些設備比較容易尋找，這樣還能夠減少一些諸如線路或者管道的使用量，節約了相關的材料。在一些涉及到泵的設計時如果能夠有效的降低管道的長度，不僅節約了材料還能夠有效的增加其自身的工作效率。

（4）在各個艙的位置設計上應該保持一定的合理性，比如說在進行相關的設計時還應該注意油艙的位置應該與淡水艙之間有一定的距離，如果實在是不行，在進行有關的設計中就必須做一定的隔離設施。還有就是為了保證空船狀態下的正常航行平衡，在進行設計時就應該確保船體的左右兩舷上的對稱以及平衡。

（5）在有關的設備相對位置上應該加以注意，相關的設備之間應該預留出一些在發生故障后的檢修以及維護空間，還應該注意有關的電氣設備和高溫物體放置在一起，以免發生安全事故。

3 在PROE基礎上的機艙結構三維模型建立

3.1 建立船體的結構模型

進行船體整體結構的模型建立足進行機艙結構建模的最初一步，也是進行相關設計工作的最為基礎性的一步。在目前的船舶制造行業中，最為經常使用的設計軟件就是CAD，這種設計軟件包括以下的幾個部分，也就是NAPA、TRIBON、MAXSURF、AUTOCAD等幾個主要的部分，由于PTOE軟件的接口是一種具有相當使用廣泛性的標準接口，所以這樣也就直接的向PROE軟件中進行導入在其他船舶設計軟件中的一些結構模型，這對以后設計工作的展開具有很大的作用。

對于整體的機艙結構而言，外形部分對于進一步的計算影響并不大，所以可以說在利用PROE進行機艙內部的設計時不用考慮有關的外部模型狀況。具體的操作方式是對機艙內的一部分主要的肋位，再根據相關的數值繪制一定的型線圖，之后利用PROE的混合特征模塊，對有關的連接型線進行鏈接，這樣也就可以得到相關的船體輪廓曲線，進行相關的加厚功能進行實體化，之后再進一步的對有關設計的加班或者其他方式設施進行繪制，這樣也就可以得知分段的機艙船體模型。

3.2 對于部件以及設備的實體建模

PROE包括很多的具有一定獨立性而又功能齊全的模塊，相對來講，每一個設計模塊都是具有其獨立的設計功能的。其中比較核心的模塊就是零件模塊，也可以說，使用PROE進行相關的三維模式創建就是對各種特征進行創建的過程。在進行設計的過程中，一般來看都是從平面進行做起，對有關的建模方法合理使用，對包括掃描、旋轉等在內的多種特征模型的創建。逐步的將船舶的主要設備的精確模型進行建立，這些主要的設備包括柴油發電機組、主機以及鍋爐等。以及其他的一些比如說閥件、燃油泵等輔助設備的簡單模型進行相關的建立設計[3]。

由于在進行建模的過程中對有關的設備是獨立地進行建模活動，這也就需要在PROE的設計中將這些設備都定義為“零件”，在完成相關的建模活動后應該將其存入統一的零件庫中，這樣在后續的船艙三維布置時進行調用是比較方便的。

3.3 對于機艙進行的三維結構布置

在有關的船體外部結構以及相關的各種零部件設計完成后，接下來的工作就是進行整體船艙的三維設計。應用PROE的相關模塊進行后續的導入工作，對機艙船體的結構進行相關的設備設計。再按照有關的圖紙進行布置。也可以選擇直接的調用PROE的相關模塊，通過相關的路徑和定義參數就能夠完成對于有關的管路的繪制。

3.4 設計中的有關注意事項

（1）在利用有關的曲面模型進行建模時應該將實體化的曲面進行相關的封閉操作，另外就是，因為PROE在進行設計時使用的是單一的數據庫所以可以在一些模塊中，比如說組件模塊和零件模塊等中對設計結果進行多次修改，直到有關的設計成果能夠滿足設計要求。

（2）PROE設計的核心之一就是參數化設計，在對機艙模型內一些主要的設備進行建模的過程中一些比較復雜的設計應該盡可能的參數化，這樣也就可以為以后的相關參數修改工作提供入口。

4 結束語

由于船舶機艙的設計工作是一件比較復雜的工作，也是一種系統性很強的工作。隨著該項設計工作的數字化、三維化，在未來的機艙設計工作也必將是一個大的趨勢。文章主要是將船舶的錨泊設計以及相關的工程設計進行結合，在很大程度上實現了設計質量的提高，提高了船舶機艙設計工作的效率。

參考文獻

[1]梁彥超，徐筱欣.基于PROE的船舶機艙三維布置設計研究[J].船舶工程，2011，3：69-71+74.

[2]曾鴻，張均東，任光，等.船舶機艙三維視景仿真系統設計與實現[J].系統仿真學報，2014，2：363-368+375.

[3]程宏佳，李楷，林焰，等.基于本體的船舶機艙布置設計方法研究[J].船舶工程，2015，1：79-82.