摘 要

螺旋桨的设计成效直接关系到目标航行器的快速性，进而间接影响其经济效益与环保指数，在船舶设计工作中有重要的意义。AU型系列螺旋桨的图谱为其提供了使用可靠的资料，图谱桨设计理论得到了广泛运用。但基于图谱的手工设计螺旋桨过程中繁琐复杂，对设计者的经验有较高要求。因此，实现螺旋桨的计算机辅助设计可以更好地适应今天我国船舶行业的发展需要。

本文主要研究并开发出来一个针对AU型螺旋桨的图谱桨自动化设计系统。可以自动完成AU型螺旋桨的初步设计和终结设计工作。研究的主要内容有：参数化的功能模块设计、设计流程的计算机化、数据库的建立以及螺旋桨优化设计。

研究结果表明本文所开发的图谱桨自动化设计系统可以满足AU型螺旋桨设计的要求，可以为中小型船厂或设计人员提供一个新的选择，以较低成本完成AU型螺旋桨的设计。

本文的特点在于采用参数化、模块化的系统设计。使用者只需要定义螺旋桨的设计初始约束就能自动完成AU型图谱桨的设计工作，用户无需具有高水平的专业知识，提高设计效率，降低了设计成本。

关键词：AU型图谱桨、螺旋桨优化设计、螺旋桨终结设计，图谱桨自动化设计

Abstract

The design effectiveness of the propeller is directly related to the speed of the target aircraft, which indirectly affects its economic benefits and environmental protection index, and has important significance in ship design work. The atlas of AU series propellers provides reliable information for its use, and the atlas propeller design theory has been widely used. However, the manual design of the propeller based on the map is cumbersome and complicated, and has high requirements for the designer's experience. Therefore, the implementation of computer-aided design of the propeller can better meet the development needs of China's shipbuilding industry today.

This paper mainly researches and develops an automatic design system of atlas propeller for AU propeller. It can automatically complete the preliminary design and final design work of AU type propeller. The main contents of the research are: parameterized functional module design, computerization of the design process, establishment of the database and optimized design of the propeller.

The research results show that the atlas propeller automation design system developed in this paper can meet the requirements of AU propeller design, and can provide a new option for small and medium shipyards or designers to complete the design of AU propellers at a lower cost.

The characteristic of this article is the use of parameterized, modular system design. The user only needs to define the initial constraints of the propeller design to automatically complete the design work of the AU type map propeller. The user does not need to have a high level of professional knowledge, improve design efficiency, and reduce design costs.

KeyWords：AU-type atlas propeller、 propeller optimization design、propeller end design、atlas propeller automation design

目录

目录

武汉理工大学毕业论文 I

摘要 I

Abstract I

目录 II

一． 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1计算机用于船舶辅助设计的研究现状 2

1.2.2智能优化设计技术等在船舶辅助设计中的应用 3

1.2.3计算机辅助螺旋桨设计研究现状 3

二． AU型图谱桨自动优化设计方案 4

2.1总体自动化生成方案 4

2.2最优化问题的相关概念 5

三． 系统的总体设计 6

3.1系统的总体架构 6

3.1.1数据采集层 7

3.1.2数据层 7

3.1.3逻辑层 7

3.1.4用户层 7

3.2系统功能（架构）模块 7

3.2.1图谱读取 7

3.2.2图谱绘制 7

3.2.3初步设计 7

3.2.4终结设计 8

3.3数据库设计 8

四． 图谱电子化 9

4.1图谱的存储与读取 9

4.2纸质图谱的读取 9

4.3误差校验 11

五． 螺旋桨优化设计 11

5.1优化模型建模 11

5.1.1终结设计模型建模 11

5.1.2初步设计模型建模和优化 13

5.3螺旋桨自动化程序实现 15

5.3.1选择语言 15

5.3.2实现思路 16

5.4界面和案例 16

5.5自动化设计结果与手工设计结果对比分析 18

六． 总结与展望 18

6.1总结 18

6.2展望 19

参考文献 20

致谢 21

绪论

研究背景与意义

1.1.1研究背景

中国造船业的计算机应用程序开发始于1960年代后期，最初仅由某些科学研究单位使用，并且对材料的要求非常低。自1970年代以来，第二代国产计算机发展迅速，造船业进行了更多的科学研究，设计部门和大型造船厂都配备了国产计算机。改革开放后，中国造船业取得了长足发展。中国的主要造船厂接受外国船东的订单，其产品进入国际市场。中国船舶CAD系统的开发还比较晚，许多造船厂都因建造国外船舶而引入CAD/CAM系统，因为国产船舶CAD系统不能满足造船业的快速发展需求。其中KCS产品的表现尤为突出，近年来大连造船厂，大连新厂，江南造船厂，沪东造船厂，广州船厂都引进了这个系统。在引进国外产品的同时，中国非常重视开发具有独立版权的船舶的国产CAD系统。这项政策将CAD技术在全国造船业中的应用提高到了一个新水平。船舶CAD系统已成为中国许多地区的船舶设计人员必不可少的工具。对于他们来说，人们期待已久的“丢掉绘图版”的理想已成为现实，传统的船舶设计方法也发生了根本性的变化。

虽然随着计算机图形学、交互技术、外围设备性能的发展，CAD技术已经与行业性工程技术有效结合，在提高生产效率、降低时间和人工成本、提升工程效益等方面发挥重要作用。但是总体上无论是行业通用型的三维建模软件还是行业专业型的设计生产软件，我国与先进国家还存在差距。工业生产软件就目前而言在国内还找不到可以让人十分满意的产品，工业软件的之间的差距还是比较大。工业生产研发工具普及率还未达到“中国制造2025”要求的84%，螺旋桨制造行业也未完成向“智造”转型的过程。