船用软件介绍

MSC.Patran与LR.ShipRight有限元建模技术的分析与比较作者：江南造船集团朱彦摘要：本文基于散货船CSR 探讨使用MSC.Patran 与LR.ShipRight 两款软件在进行有限元分析中的建模技术，并比较两款软件的特点以及相互联系。

关键字：Patran、ShipRight、散货船、CSR、有限元建模1. 前言在船舶详细设计阶段，对船体结构进行应力集中以及疲劳强度评估的一个有效的手段就是采用有限元分析。

有限元分析的一般方法为选择有限元分析软件、确定单元形式、建立几何模型、网格划分、确定边界条件、判断载荷工况等，具体又可归纳为四个步骤：1) 建立有限元模型；2) 确定载荷及边界条件；3) 进行详细应力应变评估（例如细化网格以评估高应力区域）；4) 对关键部位的结构进行疲劳强度评估。

在以上步骤中能否建立合理有效的有限元模型是前提条件，模型质量的好坏，特别是网格的类型与划分方法，直接影响后续的分析结果。

目前常用的有限元分析软件主要有MSC.Patran\Nastran、LR.ShipRight、基于Patran 的CCS.TOOLS、DNV.Sesam 等，本文以散货船CSR 有限元建模为例，探讨Patran 与ShipRight 两种软件的建模技术和异同点。

2. Patran 与ShipRight 的简介MSC.Patran 作为一个优秀的前后置处理器，具有高度的集成能力和良好的适用性，模型处理智能化、自动有限元建模、分析的集成、用户自主开发新功能、分析结果的可视化处理等等是其典型的特征，它提供了功能全面、方便灵活的可满足各种精度要求的复杂有限元的建模功能，其综合全面先进的网格划分技术，为用户根据不同的几何模型提供了多种不同的生成和定义的有限元模型工具。

ShipRight 是LR 自主开发的一款基于CSR 的有限元分析应用软件，具有很强的针对性，其优势在于建立好模型后，进行加载计算分析较Patran 更为便利。

摘要: NAPA是一个船舶设计软件包，有着强大的功能，能大大提高船舶设计者的工作效率。

NAPA作为功能强大的软件有它自身的特点，初学者需要熟悉它的特点才能很快上手。

本文对N八PA的建模进行了分析，阐述了作者对NAPA的理解，并结合简单的例子给出了直观的介绍。

1概述NAPA是芬兰NAPA公司开发的船舶设计软件包。

它是一个不断扩充的系统软件，目前主要包括总体设计、结构设计(NAPA STEEL)和船用装载计算机软件系统(ONBOARD-NAPA)。

本文内容是关于NAPA总体设计的。

NAPA总体设计涵盖了船舶设计所有的设计工作。

它的功能包括线型生成、静水力计算、完整稳性计算、舱容(包括纵倾舱容)计算、破舱稳性(包括确定性破舱和概率性破舱)计算、可浸长度计算、谷物稳性计算、集装箱配载、配载计算、下水计算和倾斜试验报告、航速预估和螺旋桨设计、耐波性和操纵性分析计算、空船重量统计等等。

上述这些工作，NAPA软件通过生成和存储同一个数据库，保持这些计算所用数据的同步性和一致性。

这种同步性和一致性把设计人员从以前各个计算间需要人工更新数据的艰苦劳动中解放出来，使设计人员能更好地发挥设计才能，从而大大提高工作效率，促进我国船舶事业更好更快地发展。

2 NAPA建模NAPA软件的整个界面和它的命令方式与我们常见的软件有较大不同，容易使初学者感到无所适从。

其实只要掌握一点该软件的编程思想就可以豁然开朗。

NAPA最终得到的是一个直观的三维船型，即立体的船，区别于二维的船型。

这个三维船型附加上各类的有用信息就构成了整条船的集成信息，即所包含的信息不仅仅是此船空间三维的信息，而是三维以上，我们可称其为多维船。

各类有用信息是指无法描述进三维几何船型的，且与船舶相关的信息，如测深管的类型、货物类型等等。

我们用NA-PA完成设计的过程就是建立多维船，并对其进行各项操作，完成各项设计任务的过程。

下面具体来看一看NAPA的使用思路。

2.1线型和船体的生成首先，一条船的设计从无到有是从线型开始的。

IBS是实现智能船舶的最重要组成部分，是船舶自动化领域的核心装备，二十世纪九十年代中期至今是第四代综合船桥系统，它是集海上综合导航（包括各种信息测量、采集、优化处理和使用、航行状态监控、预报、航线计划、航路导航、航海作业管理、综合航务管理等）、操纵驾驶、机舱监测和遥控、自动避碰、航行控制、综合通信管理以及舰船安全、消防、自动监测和报警等众多功能为一体的高度信息化、自动化的集成系统。

第四代综合舰桥系统的特征如下：（1）系统较为模块化模块化设计思想已成为集成驾驶台的规范，各功能部件经模块化设计集成，功能相对独立且易于组合集成，可根据需求脱开或接入系统，具有高度灵活性和扩展性。

（2）信息交互基于局域网船桥内部设备之间的有效数据共享，使得综合船桥的任何一个工作站都能获取所有船桥系统数据，从而实现高效简单的驾驶值班操作。

（3）雷达与 ECDIS 的覆盖通过对雷达图像处理叠加在电子海图上显示，达到雷达图像与 ECDIS 叠加显示的目的，使得驾驶员对船舶周围态势有一个更加直观的感知。

（4）多功能工作站第四代 IBS 集中航海功能的雷达，电子海图，中央驾控和 AIS 数据，功能能任意组合，可控的配置范围从一个独立的雷达或者电子海图系统的工作场所，到一个完整的集成多功能工作站。

（5）智能警报管理智能警报管理指导留意驾驶台上必要的警报，分类关于系统状态的警报，减少实际产生警示。

（6）引入了一些智能性功能第四代综合船桥部分功能已经趋于智能化，例如德国STN ATLAS 船用电子公司——NACOS 4 型系统的人机交互技术（HMI），人机交互（HMI）支持新手和专家使用，被设计成与用户所需要的信息相匹配。

第四代综合船桥系统主要有德国 STN ATLAS 公司的NACOS 4 型综合船桥系统、德国RAYTHEON 公司的BridgeControl 型综合船桥系统、荷兰IMTECH——UnMACS3000型综合船桥系统、日本古野公司——Voyager型综合船桥系统、美国Sperry 公司 VISIONMASTER FT 型综合船桥系统等。

船舶设计与建造技术的设计软件与工具在现代船舶设计与建造技术中，使用设计软件和工具早已成为一个必不可少的环节。

它们为设计者和建造者提供了方便和高效的工作方式，从而提升了设计和建造效率，降低了成本，更好地满足了市场需求。

本文将从常见的船舶设计和建造软件以及工具出发，探讨它们的特点、应用和未来的发展方向。

一、常见的船舶设计和建造软件1. 档案管理软件档案管理软件用来管理船只的技术档案和原始图纸，在整个船只的生命周期内都需要用到。

最早的档案管理软件仅能存储文本和图纸，随着技术的不断发展，档案管理软件也发生了巨大的变化，现在不仅可以存储图纸和文本，还可以嵌入音频、视频、3D 模型等多种媒介。

2. CAD 软件CAD（计算机辅助设计）软件是目前船舶设计中最常用的软件之一，它可以帮助设计者快速绘制准确的 3D 模型、抽象图纸、结构图等多种图纸，大大提高了设计的效率和准确度。

常见的 CAD 软件有 AutoCAD, Siemens NX, Catia, SolidWorks 等。

3. CFD 软件CFD（计算流体力学）软件是一种用于分析流场等流体问题的软件，被广泛应用于船舶设计中。

CFD 软件可以通过计算流动、温度和化学反应等各项参数，分析水流中的各种变化和船体的水动力性能。

这些分析可以帮助设计者优化船体的形状设计，提高船体的轮廓线和流线性能。

常见的 CFD 软件有 ANSYS Fluent, OpenFOAM 等。

4. FEA 软件FEA（有限元分析）软件主要用于分析船体的结构性能。

在船体结构设计中，设计者需要根据船体的实际载荷和各种静力、动力参数，计算出各种应力、应变等结构性能。

FEA 软件可以快速、高效地进行这样的结构性能计算，为结构设计提供了重要的支持。

5. 吊装和卷扬软件这种软件主要用于船舶建造过程中的吊装和卷扬工作。

它可以计算各种物体的重量和中心位置，同时考虑船台和起吊设备的负载能力、平衡能力和安全性能等各种参数，从而提供长、宽、高、重等多种信息，帮助工程师进行资产搬运和拆除工程的计划。

浅谈船舶应用软件NAPA关键词: NAPA; 总体设计; 三维船型; 数据库摘要: NAPA是一个船舶设计软件包，有着强大的功能，能大大提高船舶设计者的工作效率。

NAPA作为功能强大的软件有它自身的特点，初学者需要熟悉它的特点才能很快上手。

本文对N八PA的建模进行了分析，阐述了作者对NAPA的理解，并结合简单的例子给出了直观的介绍。

1概述NAPA是芬兰NAPA公司开发的船舶设计软件包。

它是一个不断扩充的系统软件，目前主要包括总体设计、结构设计(NAPA STEEL)和船用装载计算机软件系统(ONBOARD-NAPA)。

本文内容是关于NAPA总体设计的。

NAPA总体设计涵盖了船舶设计所有的设计工作。

它的功能包括线型生成、静水力计算、完整稳性计算、舱容(包括纵倾舱容)计算、破舱稳性(包括确定性破舱和概率性破舱)计算、可浸长度计算、谷物稳性计算、集装箱配载、配载计算、下水计算和倾斜试验报告、航速预估和螺旋桨设计、耐波性和操纵性分析计算、空船重量统计等等。

上述这些工作，NAPA软件通过生成和存储同一个数据库，保持这些计算所用数据的同步性和一致性。

这种同步性和一致性把设计人员从以前各个计算间需要人工更新数据的艰苦劳动中解放出来，使设计人员能更好地发挥设计才能，从而大大提高工作效率，促进我国船舶事业更好更快地发展。

2 NAPA建模NAPA软件的整个界面和它的命令方式与我们常见的软件有较大不同，容易使初学者感到无所适从。

其实只要掌握一点该软件的编程思想就可以豁然开朗。

NAPA最终得到的是一个直观的三维船型，即立体的船，区别于二维的船型。

这个三维船型附加上各类的有用信息就构成了整条船的集成信息，即所包含的信息不仅仅是此船空间三维的信息，而是三维以上，我们可称其为多维船。

各类有用信息是指无法描述进三维几何船型的，且与船舶相关的信息，如测深管的类型、货物类型等等。

我们用NA-PA完成设计的过程就是建立多维船，并对其进行各项操作，完成各项设计任务的过程。

基于UG的系列船用螺旋桨三维建模和数控编程技术研究船用螺旋桨是船舶推进系统中至关重要的部件，其影响着船舶的航行性能和能效。

为了提高船舶的推进效率和节能减排，需要对船用螺旋桨进行优化设计和制造。

在这个过程中，基于UG软件的三维建模和数控编程技术成为了不可或缺的工具。

UG（Unigraphics）是一款功能强大的三维设计软件，具有先进的建模和分析功能，可以实现复杂曲面的建模和细节设计。

利用UG软件，可以对船用螺旋桨进行精确的三维建模，包括叶片的设计、螺旋桨的结构等。

通过建模过程，可以快速生成螺旋桨的几何形状，并进行各种仿真分析，验证设计是否符合要求。

在完成三维建模后，需要进行数控编程，将设计好的螺旋桨转化为机器能够识别和加工的代码。

数控编程是将设计好的零件信息转换成机器指令的过程，需要考虑到机床的加工能力和工艺要求。

通过UG软件的CAM功能，可以进行数控编程，生成加工路径和刀具轨迹等信息，确保螺旋桨的加工质量和效率。

同时，基于UG的系列船用螺旋桨三维建模和数控编程技术研究还可以实现以下几个方面的优势：1.提高设计效率：利用UG软件的智能建模和分析功能，可以快速设计出符合要求的螺旋桨，减少设计周期和成本。

2.提高加工精度：通过数控编程生成的加工路径可以实现高精度的加工，保证螺旋桨的形状和尺寸准确度。

3.优化性能：通过三维建模和仿真分析，可以对螺旋桨的结构和叶片形状进行优化设计，提高船舶的推进性能和节能效果。

4.减少人为错误：数控编程可以减少人为的操作错误和误差，提高加工的一致性和稳定性。

总的来说，基于UG的系列船用螺旋桨三维建模和数控编程技术研究对提高船用螺旋桨的设计制造效率和质量具有重要的意义。

随着船舶工业的不断发展和技术的进步，这些技术将会在航运领域发挥更大的作用，为船舶的推进性能和安全提供更好的支持。

常用船舶设计软件对比目前，国际上常用的船舶设计软件有如下几种:TribonTribon 系统是由瑞典KCS(Kockums Computer System AB)公司设计开发的一套用于辅助船舶设计与建造计算机软件集成系统。

Tribon集CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)与MIS(信息集成)于一体，并覆盖了船体、管子、电缆、舱室、涂装等各个专业的一个专家系统。

总体上Tribon系统可分为船体设计、舾装设计、系统管理及维护三大部分。

该软件是一个出色的集成系统，也是一个庞大的系统，它具有许多其他系统所不具备的优点。

Tribon推出的新版本较过去添加了很多新的功能，如在设备选择、合同设计等方面的功能。

我国使用该设计软件系统的公司有：广船国际股份有限公司、江南造船（集团）有限公司等。

对我国的用户来说，该软件存在的缺点有：数据开放性不够，数据库系统自成一套与常用的数据库缺少接口等。

TRIBON的第一个软件包是TRIBON Solution。

在2004 TRIBON Solution 被AVEVA集团收购，M3是tribon的最新版本。

它包括初始设计模块，基本设计，船体建模，船舶配件模块，装配计划和工件准备模块。

运行于windows系统，在造船工业排他性发展。

（注：言下之意是说tribon和其他程序的接口、兼容等方面过于保守）vantage marine是AVEVA基于已有着名的PDMS（工厂设计管理系统）发展的新产品。

vantage marine的意义在于它是PDMS配件模块和tribonM3船体和基本应用程序的联合产物。

NAPANAPA 公司首次在船舶设计软件中采用3D技术，并在船舶初步设计和基本设计阶段提出了3D NAPA船舶模型的概念，这一概念己得到广泛认同。

利用NAPA Steel设计师们可以在较短时间内迅速完成结构初步设计和重量、成本计算，生成可供送审的技术文件和图样，并根据需要生成结构有限元计算所需的网格模型。