Hvordan dele overflate inn i flater på riktig måte.

Here is the Norwegian (bokmål) translation:

Praktisk talt alle moderne systemer for overflateutjevning av skipsskrog er basert på NURBS. Dette gjør at du kan bruke IGES-fil som en standardfil for utveksling av skipsskroggeometri mellom forskjellige systemer. Dette gir selvfølgelig store fordeler, fordi overflaten kan overføres uten forvrengning og nøyaktig slik den ble laget i kildesystemet. Men det finnes noen ulemper. Eventuelle overflatedefekter som ikke kunne løses, vil være synlige, for eksempel i designsystemet for skrogkonstruksjoner.

Ofte ser jeg det i Shape Maker, når jeg importerer den foreløpige overflaten for endelig utjevning. Med alle de forskjellige overflateutjevningsprogrammene, presenterer de fleste av disse modellene de samme typiske feilene. Hvis man tar hensyn til disse feilene, kan selv den opprinnelige skrogoverflaten utjevnes mye bedre.

1. Modellering av hele skroget med kun én overflateflekk.

Jeg har gjentatte ganger sett på forskjellige demonstrasjonsvideoer hvordan skrogoverflaten modelleres med bare ett enkelt overflatestykke. Alt modelleres med bare én flekk: flate side- og flate bunnflater, og selve den krumme overflaten. Dette tillater selvfølgelig å generere skrogoverflaten svært raskt, men det oppfyller ikke alltid konstruktørens krav til skipsoverflaten. Denne overflaten har ikke en tydelig angitt flat side og flat bunn. De blir liksom til av seg selv. Det er ikke mulig å kontrollere formen på de flate side- og flate bunnlinjene. Det er heller ikke mulig å kontrollere formen på seksjoner i områder nær den flate bunnlinjen og et flatt bord. Samtidig er disse linjene svært viktige for teknologien ved modellering av skrogkonstruksjoner. Hvis du ser nøye på formen på midtskipslinjen, er det vanligvis den vertikale bordlinjen, den horisontale bunnlinjen og buen som definerer formen på slingringsområdet til fartøyet. Når du angir en linje som et enkelt kurvesegment, må du endre vektene ved start- og sluttpunktene på buen. I de fleste tilfellene jeg har sett, ble det i stedet for en bue bare brukt en kurve som ligner på buen. Med andre ord, med denne måten å sette opp overflaten på, er det svært vanskelig å kontrollere formen i områdene nær flat bunn og flat side.

Springform uten flat sidelinje.

2. Unødvendig stort antall overflateflekker.

Noen overflatedesignsystemer rettferdiggjør tilstedeværelsen av et stort antall Bézier-flekker med algoritmen for å bygge selve overflaten. Noen ganger er et stort antall overflateflekker forårsaket av manglende evne til å modellere et bestemt overflateområde korrekt, eller en klar mangel på erfaring med overflatemodellering. I dette tilfellet begynner antallet overflateområder å vokse som en snøball. Defekter i én overflate lukkes med nye flekker. Manipulasjoner med slike overflater er svært kompliserte. Det er nesten umulig å kontrollere formen på en slik overflate, og enda mindre å opprettholde jevnhetsbetingelsene. Det er også svært vanskelig å bestemme plasseringen av den felles grenselinjen for to overflateflekker på den tenkte skrogoverflaten. Det er nødvendig å oppfylle betingelsene for sammenføyning av disse to overflateflekkene med hverandre. Dette krever mye av konstruktørens tid. Kvaliteten på en slik overflate kan ikke være god.

Omtrent 250 Bézier-flekker er brukt til skrogoverflatedefinisjon. Grenselinjene har gul farge.

Eksempel på dårlig oppdeling av overflater i flekker.

3. Åpninger mellom overflater.

I systemer som ikke støtter topologiske koblinger mellom overflateflekker, kan det oppstå åpninger mellom flekkene. Dette indikerer at de tilstøtende grensene for disse to flekkene er definert av forskjellige linjer som ikke stemmer overens med hverandre. Dette problemet må oppstå aller mest. Å opprettholde kontinuiteten til skrogoverflaten er en viktig oppgave for beregning av hydrodynamikk og hydrostatikk for fartøyet. Alle løser det forskjellig. Noen bygger overflateflekker mellom tilstøtende grenser, andre forlenger overflateflekkene og bygger skjæringslinjen. I alle fall krever dette mye tid, spesielt når overflaten må endres flere ganger i de innledende designfasene.

Åpninger mellom overflater.

Generelt sett er prosessen med å dele skipsoverflaten inn i flekker en ikke-triviell oppgave. Kompleksiteten og kvaliteten på den resulterende utjevnede overflaten avhenger av hvor optimalt overflaten er delt inn i flekker.

Når jeg utfører overflateutjevning i Shape Maker, prøver jeg å følge disse reglene:

1. Lag separate overflateflekker for flat bunn og flat side.

Dette gjør det veldig enkelt å definere området for flate skrogplater for å produsere fartøyets skrogdokumentasjon. Det er også svært viktig for å definere geometrien til blokkene og seksjonene av skroget. Robotmontering og sveiselinjer kan brukes til å sette sammen flate seksjoner.

Eksempel på inndeling av skrogoverflate for forskip. Flat side, flat bunn, horisontal kjøl og flattjern i senterlinje er delt inn i separate overflateflekker.

2. Prøv å lage krumme overflater i én flekk.

Som regel er jevnhet på den første deriverte ikke tilstrekkelig for å lage en jevn skrogoverflate. Jevnheten til den første deriverte og kontinuiteten til den andre deriverte av overflaten forblir bare inne i én overflateflekk. Når to tilstøtende overflateflekker kobles sammen, utføres bare kontinuitet av den første deriverte (tangering). Derfor er det vanskelig å sammenføye slike flekker for å oppnå naturlig jevnhet på overflatene.

3. Sammenføy krumme overflateflekker i området av overflaten uten dobbel krumning.

Hvis du ikke kan unngå jevn sammenføyning av to krumme overflater, prøv å skjøte dem sammen i området av overflaten uten dobbel krumning. I dette tilfellet er det mye lettere å oppnå akseptabel jevnhet for de sammenføyde overflateflekkene.

Eksempel på sammenføyning av to krumme overflater.

4. Overflatene mellom knekklinjene må defineres av separate overflateflekker.

Shape Maker har topologiske relasjoner mellom elementer. På grunn av dette, når formen på grensekurven til overflateflekken endres, vil formen på overflatene som er avhengige av disse grensene, endres naturlig. En annen fin egenskap er at det matematiske apparatet for overflatedefinisjon utelukker forekomsten av åpninger ved grensene når formen på grensekurven endres. Dette gjør det mulig å danne separate flekker av en overflate mellom knekklinjer.

Deling av overflate etter knekklinjer.