摘 要

虚拟现实技术经过不断地发展研究，在各个领域得到了广泛应用。作为数字化造船的技术支持，世界各国的造船厂均在大力研究虚拟现实技术在船舶制造上的应用。船舶轴系安装作为船舶动力装置的重要一环，其安装工艺直接影响船舶生产周期和航行性能。本文以轴系校中工艺为重点，结合虚拟现实技术，对轴系校中过程进行仿真，使得用户能清晰观看整个校中过程，对此校中工艺及质量有直观的了解，做出相应评述。有利于改进安装工艺，提高安装质量和效率，保障船舶性能。

本文将完成以下几方面工作：

1）梳理轴系安装工艺流程，总结归纳虚拟现实技术在造船业应用的国内外现状，提出本课题的研究目的和意义。

2）基于CCS规范，明确轴系校中要求。阐述了轴系合理校中原理，采用三弯矩法的轴系合理校中计算。

3）针对30万吨级VLCC实船轴系数据，采用三弯矩法进行轴系合理校中计算，得到轴系校中参数。

4）采用3DS Max 2016建模软件建立船舶轴系模型，导入Unity 3D三维引擎进行轴系校中仿真设计。

关键词：虚拟现实；轴系安装；轴系校中；三弯矩法；三维建模

Abstract

Along with development of research, virtual reality technology has been widely applied in various fields. As the technical support of digital shipbuilding, shipbuilding companies around the world are vigorously studying the application of virtual reality technology in shipbuilding. Ship shafting installation is an important part of the ship's power plant, whose process directly affects the ship production cycle and navigation performance. This paper focuses on the technology of shaft alignment, using virtual reality technology to simulate the shaft alignment process, so that the user can clearly watch the entire shaft alignment process, have an intuitive understanding of it, make the appropriate comments. This method is conducive to improving the installation process, improving the installation quality and efficiency, protecting the performance of the ship.

In this paper, we will complete the task as follows:

1) Sort out the shafting installation process, summarize the research situation of virtual reality technology in shipbuilding industry at home and abroad, and put forward the purpose and significance of this research.

2) Based on the CCS specification, clear shaft alignment requirements. Expatiate on the principle of reasonable alignment of shaft, and use the three - moment method to calculate it.

3)Select the data of the shipbuilding shafts of the VLCC of 300,000 tons, use the three - moment method to calculate the shaft alignment and obtain the parameters of the shaft alignment.

4)use 3DS Max 2016 modeling software to build the ship shaft model, import Unity 3D three-dimensional engine to design simulation of shaft alignment.

Key Words: virtual reality; shafting installation; shafting alignment; three - moment method;3D modeling

目录

第1章 绪论 1

1.1本课题研究目的和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1船舶轴系安装工艺 2

1.2.2虚拟现实技术 3

1.3本文的主要工作 6

1.3.1研究目标 6

1.3.2主要内容 6

第2章 船舶轴系校中 8

2.1概述 8

2.1.1轴系校中质量的影响因素 8

2.1.2轴系校中质量要求 9

2.2轴系校中基本原理 10

2.3轴系合理校中计算方法 12

2.4轴系合理校中计算步骤 13

2.4.1轴系校中计算模型的建立 13

2.4.2三弯矩法计算 14

2.5本章小结 17

第3章 轴系校中计算 18

3.1船舶轴系简化计算模型 18

3.2 计算所需参数 19

3.3校中计算 21

3.4本章小结 24

第4章 轴系校中三维模型的建立与仿真设计 25

4.1建立轴系三维模型 25

4.1.1建模软件 25

4.1.2建模方法 25

4.1.3建模流程 26

4.1.4三维模型的优化 29

4.2轴系校中虚拟仿真设计 32

4.2.1三维引擎选择 32

4.2.2轴系校中虚拟仿真设计方案 32

4.3本章小结 35

第5章 总结与展望 36

参考文献 36

致谢 39

第1章 绪论

1.1本课题研究目的和意义

船舶轴系是船舶动力装置中的重要组成部分，包括传递主机功率的传动轴(推力轴、中间轴、尾轴及联轴节)，支持传动轴用的轴承(中间轴承及尾轴承)以及其它附件组成^[1]。船舶轴系主要起到传递的作用：传递船舶主机功率到螺旋桨，使螺旋桨转动；传递螺旋桨旋转时产生的推力到船体，推进船舶航行。作为航行中船舶传递功率最大的构件，船舶轴系承受着多种复杂载荷的集中作用，其安装质量是船舶航行安全中的重要保障。轴系校中质量的好坏直接影响到轴系运转，在轴系安装工艺中扮演重要角色。如何能够确保轴系安装质量，提高船舶航行性能和安全性，一直是船舶领域的热门话题。

随着我国造船业的飞速发展、出口船舶越来越多，我国已跃居世界造船大国之位，在国际造船市场上拥有不可忽视的力量。如今，造船行业对造船技术、效率、质量的要求越来越高。在轴系安装中，轴系校中的质量是船厂、船东所关心的重点，它的精确度，不仅影响船舶的使用性能和寿命，对船舶的经济效益也有一定的影响。国家在《中国制造2025》中提到，制造业数字化网络化智能化是新一轮工业革命的核心技术，应该作为“中国制造2025”的制高点、突破口和主攻方向。为响应国家号召，我国的造船业应积极主动向现代化造船模式转变，利用数字化智能化造船提高竞争力，实现造船大国到造船强国的转变。