(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210746459.0 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 广船国际有限公司 地址 511462 广东省广州市南沙区龙穴街 启航路18号 (72)发明人 董旭静　杨麟　李亚弟　雷雪华　 彭雄　胡睿　 (74)专利代理 机构 广州微斗专利代理有限公司 44390 专利代理师 陈文爽 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06T 15/00(2011.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种锚系设计方法 (57)摘要 本发明提供一种锚系设计方法， 包括以下步 骤： 步骤一、 根据锚系设计方案， 进行三维建模， 分别得到船体主结构、 锚泊系统和锚的三维模 型； 步骤二、 将船体主结构、 锚泊系统和锚的三维 模型进行装配并定位， 得到组装好的实验三维模 型； 步骤三、 对组装好的三维模型的各部件的物 理参数进行设置， 使 得三维模型与实物具有相同 的物理性质， 并定义各部件间的相互关系和相互 关系参数， 及设置仿真实验条件； 步骤四、 进行锚 台拉锚的运动仿真实验， 对实验过程进行监控， 得到相应的实验数据； 步骤五、 判断锚台拉锚的 运动仿真实验的实验结果是否符合船舶设计要 求； 步骤六、 结束仿真实验， 确定锚系设计方案， 并进行锚系生产图纸设计 。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 114943119 A 2022.08.26 CN 114943119 A 1.一种锚系设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一、 根据锚系设计方案， 进行三维建模， 分别得到船体主结构、 锚泊系统和锚的三 维模型； 步骤二、 将船体主结构、 锚泊系统和锚的三维模型进行装配并定位， 得到组装好的实验 三维模型； 步骤三、 对组装好的三维模型的各部件的物理参数进行设置， 使得三维模型与实物具 有相同的物理性质， 并定义各部件间的相互关系和相互关系参数， 及设置 仿真实验条件； 步骤四、 进行锚台拉锚的运动仿真实验， 对实验过程进行监控， 得到相应的实验数据； 步骤五、 判断锚台拉锚的运动仿真实验的实验结果是否符合船舶设计要求， 若符合要 求， 进入下一步骤， 否则， 根据实验结果， 相应修改锚系设计方案， 得到新的锚系设计方案， 并返回步骤一重新建模； 步骤六、 结束仿真实验， 确定锚系设计方案， 并进行锚系生产图纸设计。 2.如权利要求1所述的设计方法， 其特征在于， 步骤一中， 所述船体主结构的三维模型 为用于安装所述锚泊系统的船体艏 端的局部三维模型。 3.如权利要求2所述的设计方法， 其特征在于， 组装好的所述船体主结构和所述锚泊系 统包括组装为整体的艏部单舷甲板、 船体外 板结构、 锚链筒、 锚台和锚唇。 4.如权利要求3所述的设计方法， 其特征在于， 所述锚的零部件包括锚本体、 锚杆、 卸扣 和锚链， 步骤一中， 所述锚的三维建模包括： 根据锚的零部件的生产用图纸， 分别对锚的零 部件进行建模， 分别得到锚本体、 锚杆、 卸扣和锚链的三维模型。 5.如权利要求1所述的设计方法， 其特征在于， 步骤二中， 将锚本体、 锚杆、 卸扣和锚链 装配成一体， 然后， 将一体的锚通过锚链连接在所述船体主结构上。 6.如权利要求1所述的设计方法， 其特征在于， 步骤三中， 物理参数包括材料属性和重 力加速度， 所述材料属性包括材料的密度、 材料的杨氏模量和材料的泊松比， 各部件间的相 互关系包括接触形式和运动副， 相互关系参数包括面接触的摩擦系 数， 仿真实验条件包括 定义三维模型 所在空间相应的力场、 设置运动驱动和WSTIF F积分求解器。 7.如权利要求1所述的设计方法， 其特征在于， 步骤四中， 运动仿真实验包括收锚运动 实验和抛锚运动实验。 8.如权利要求1所述的设计方法， 其特征在于， 步骤五中， 修改锚系设计方案包括： 根据 运动仿真实验的结果对船体外 板结构、 锚链筒和锚唇的形状及位置进行修 正和调整。 9.如权利要求1所述的设计方法， 其特征在于， 步骤五中， 船舶设计要求包括第 一要求、 第二要求和第三要求， 所述第一要求为锚爪不与船体外板发生碰撞， 所述第二要求为收锚 过程锚杆顺利进入 锚链筒， 所述第三要求 为锚与锚台上的锚唇完全贴合。 10.如权利要求1所述的设计方法， 其特征在于， 步骤三中， 还包括在零件的任意部位设 置检测传感器， 从而得到检测传感器所在部位的实时数据， 所述实时数据位移、 速度、 加速 度、 动能、 势能数据。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114943119 A 2一种锚系设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及锚及锚泊系统领域， 特别涉及一种锚系设计方法。 背景技术 [0002]锚泊系统是船舶系统的重要组成部分， 其安全性及可靠性对船舶的安全运营起着 非常重要的作用， 为了保证建造的船舶在使用过程中操作的顺利性， 在船舶设计和建造过 程中， 需进行锚泊系统的拉锚试验。 [0003]目前， 船舶的设计实验过程为： 首先， 设计人员使用二维CAD进行锚泊系统设计， 然 后根据二维 图纸按一定比例缩小制作木模， 通过木模拉锚实验进行设计验证， 根据木模实 验的结果对锚链筒和锚唇 的形状及位置进行修正和调整， 每次修正和调整后， 都需要重新 制作木模并反复进行木模拉锚实验， 直到木模拉锚实验满足要求， 从而确保根据设计方案 建造的锚泊系统符合要求， 使实际运营时船舶能正常运行。 [0004]但是， 木模拉锚试验制作的木模为包含船体外板、 锚链筒、 锚台和锚唇的锚箱， 以 及按比例定制的试验 所需的锚等。 木模需要根据实船用木料按 特定比例制作， 制作周期 长， 导致拉锚试验需要耗费大量的人力和物力， 且效率较底。 而且， 木模还有以下明显的缺点： (1)按一定比例缩小， 采用手工制作的木模， 与实际的锚的状态存在一定的偏差， 如重心位 置的偏差， 影响实验的准确性； (2)用木料制作的木模与用钢铁材质建造的船舶的的材料性 质存在较大差异， 例如， 木材与钢材的摩擦系数及重量的不同引起摩擦力的差异， 可能会导 致木模实验无法完全模拟出实际的运动状态； (3)木模试验一般都需要反复进 行多次， 后一 次木模根据前一次的结果进行修改， 木模难以制作， 势必造成设计周期的增加； (4)由于二 维锚泊系统设计比较难发现零件相互干涉的问题， 木模试验中实验很多地方展示并不直 观， 使得常规木模试验人员和锚系设计人员都需要有丰富的经验才能发现实验中潜在问 题。 因此， 木模拉锚实验 存在明显的缺 点， 造成了大量人力、 物力的浪费， 且效率较低。 发明内容 [0005]基于此， 有必要提供一种锚系设计方法。 [0006]为解决上述 技术问题， 本发明提供一种锚系设计方法， 包括以下步骤： [0007]步骤一、 根据锚系设计方案， 进行三维建模， 分别得到船体主结构、 锚泊系统和锚 的三维模型； [0008]步骤二、 将船体主结构、 锚泊系统和锚的三维模型进行装配并定位， 得到组装好的 实验三维模型； [0009]步骤三、 对组装好的三维模型的各部件的物理参数进行设置， 使得三维模型与实 物具有相同的物理性质， 并定义各部件间的相互关系和相互关系参数， 及设置仿真实验条 件； [0010]步骤四、 进行锚台拉锚的运动仿真实验， 对实验过程进行监控， 得到相应的实验数 据；说　明　书 1/6 页 3 CN 114943119 A 3