AutoCAD的三维功能在船舶舾装设计中的应用
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作者:周建华 马国霞
摘 要：本文以某35m高速快艇为例，从导入三维外板、创建锚泊模型、在三维外板上摆放锚泊模型和干涉检查，阐述AutoCAD的三维功能在锚泊设计中的应用;以某船桅杆为例，介绍用AutoCAD三维功能创建结构复杂的舾装构件设计的过程、用flatshot平面摄影功能出图并展示最终出图结果;介绍将二维结构图融入三维外板，创建和布置舱室设备最优化方案模型的过程等。通过以上几个实例，让大家更深入地了解AutoCAD三维功能在船舶舾装设计中的应用。
关键词：AutoCAD三维功能;锚设备;桅杆结构图;舱室布置
中图分类号：U671.99 文献标识码：A
Abstract： Taking a 35 m high-speed boat as an example， this paper expounds the application of AutoCAD 3D function in anchor design by inputting 3D outer board， creating anchor model， arranging anchor model on the 3D ship outer plate and interference checking. Taking the mast of a ship as an example， this paper introduces the process of building a complex outfitting design with AutoCAD 3D function， drawing with Flatshot planar photography function and displaying the final drawing result. Taking a 50m high-speed boat as an example， this paper introduces the process of integrating the two-dimensional structural drawing into the 3D outer plate， creating and arranging the optimal scheme model of cabin equipment. Through the above examples， we can have a deeper understanding of the application of AutoCAD 3D function in ship outfitting design.
Key words： AutoCAD 3D function; Anchor equipment; Mast structure; Cabin layout
1 前言
随着计算机技术的普及应用，船舶设计制图已由原来的手工制图完全被AutoCAD二维制图所取代。AutoCAD的二维功能强大，可以精确定位、快速制图及修改。随着AutoCAD三维功能越来越强大，在AutoCAD二维制图中融入三维功能成为绘图的趋势。本文浅谈将AutoCAD三维功能融入船舶舾装二维图形的应用和体会。
2 AutoCAD三维功能的应用
2.1 锚泊设计
在生产设计时船厂会根据船体外形做一个木模试验，由于这个阶段结构图纸已出，甚至船体结构和外板已加工好，此时若再修改会造成很大的返工。如果在送审设计阶段在AutoCAD上用三维模拟出来进行干涉校验，及时修改锚链筒的位置和角度，会为后期的设计和施工减少很多修改工作量。
下面以某35 m高速快艇为例，介绍在设计送审图纸时，将锚、锚链筒、船体外板的三维模型融入二维的锚设备布置图的过程，可以直观地模拟出锚链筒为哪个角度和长度时，锚爪不会卡到船体外板及与外板的贴合程度。
（1）首先，我们要输入船体首部的外板并新建一个首部外板的图层。如果在总体性能分析时已建有三维模型，可以直接将模型导入AutoCAD，如图1所示;如果没有三维模型，则可以通过三维旋转和移动功能将肋骨线型的横截面中心移动到二维侧视图上，并在侧向位置与侧视图的肋位号和基线重合，在x轴方向相对位置展开用扫掠功能初步做出首部外板并新建首部外板图层。
（2）然后，制作三维锚模型。如果有锚厂家制作好的三维锚模型，可直接导入AutoCAD中;如果没有则需要根据锚标准对应的尺寸，用AutoCAD三维实体功能画出锚三维的形状并新建锚的三维图层，如图2所示;将三维模型图层关掉，在二维图上通过原来设想的锚链筒的位置和长度线作一条直线作为锚链筒的中心线，在中心线的方向上放置三维的锚，将锚置于锚链筒的中心线上所示;
（3）打开动态观察器或通过interfere干涉功能查找锚爪与船体外板是否相碰，通过反复调整锚链筒中心线的位置，确定出锚爪与船体外板贴合的最适合的位置，如图3所示。同时在这过程中可以看到普通的陡削式锚链筒不适合该船型的安装，必须采用平斜式，而且锚链筒的角度要调整到某一位置锚爪才不会卡到船体外板;
（4）确定锚链筒中心线位置后，关闭三維图层，继续按常规在二维图上开展送审图纸设计。
2.2 桅杆设计
某些结构复杂的舾装构件，可以通过AutoCAD中四视图及UCS定位、三维扫掠、拉伸、放样等功能创建三维模型，使用摄影功能制作成所需视图后再使用二维功能出图。图4为使用AutoCAD三维功能创建的桅杆三维结构模型。 需要注意的是：由于用并集功能合并后图形不便修改，所以不要太快将各图形合并，需等最终出图时备份一份文件再用并集功能合并以便修改。用flatshot 平面摄影功能将各视图摄影后三维旋转到所需视图即可出所需图形。图5左侧为桅杆的三维模型轴侧视图，右侧为最终制作的二维图纸。
这些结构复杂的舾装构件也可以在SPD、FORAN、INVENTOR、犀牛等三维软件上画好后再导入AutoCAD中，然后在AutoCAD中出图。
用AutoCAD三维出图的优点是相对于二维出图可减少容易出错的地方，出图比较方便，可直接在AutoCAD上出图，并可在二维图纸中直观其三维立体图形;如果已经确定好尺寸不用在设计过程中修改的图纸，可直接在AutoCAD三维上制作模型并出图;如果需要在设计过程中不断修改的模型，建议还是在其他三维软件上修改后再导入AutoCAD 出图，这样比较方便。
2.3 舱室设备布置
主船体以下舱室设备，其布置与主船体的线型和结构骨材有很大关系，仅根据二维俯视图是不能准确摆放其位置的。下面以某50 m快艇主船体下舱室设备的布置为例在三维空间中摆放里面的舱室设备。
（1）利用三维旋转和移动的命令，根据肋位号将结构的二维剖面图摆放在相应的位置;
建立结构剖面图层，按此方法将所有结构背景放入图中，图6为将所有二维结构剖面按肋位号放入再通过三维旋转后的三维图形;
（2）导入剪切后的三维外板，将舱室设备加入模型中;根据舱室设备的尺寸及位置，用AutoCAD实体编辑功能创建桌子、床、椅子等设备布置在相应位置，加上地铺板、梯等设备;将外板图层打开，用三维动态观察器观察，如图7所示;
（3）通过三维动态观察器，看到#58和#64的强肋骨会影响床铺抽屉的摆放，需要调整抽屉的位置。由于衣柜阻挡空间有限不能移位，只能去掉床里面的#64抽屉。#58的床底与结构骨材也有冲突，但因此位置没有衣柜阻挡可以将抽屉移位。
（4）为清晰观察内部家具布置，暂时将船体外板图层关闭，最终根据三维模型调整，舱室设备后的布置，如图8所示;打开外板图层用动态观察器观察的最终三维布置模型，如图9所示。
（5）在生产设计中需要出舱室设备的左壁、右壁、前壁及后壁立面视图。此时可以在各视图中用flatshot 功能将建好的模型的各视图拍摄出来;因为flatshot 功能只能投影三维模型视图，所以需要将舱室家具里面视图摄影出来后手动加入结构的二维平面视图，然后将厂家发的家具图册如桌子、椅子等各视图制作成块，替换各立面视图的模型。这样制作出来的各立面图清晰明了，不容易出错。
2.4 其他舾装图纸的应用
AutoCAD三维功能还可以在其他舾装图纸中应用，比如门、窗、盖等。
3 结束语
AutoCAD的三维功能的主要优点是可在二维图纸中直观其三维立体图形，将三维图层关闭后又可直接当二维图纸出图，可进行有效的干涉檢查，提高设计质量，减少施工设计中的一些错误。
未来二维图形设计将会被三维立体图形设计所取代，希望有更多设计人员融入到船舶三维设计的工作中，一起交流心得和体会。
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