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船舶外觀設計、製作與結合組立教學01

從一年半前第一次畫船失敗、到現在熟練地畫出各式船舶,中間走了不少的路、撞了許多的牆;在沒有教學指引、自行摸索的情況下走來,我想在此記錄一些過程及重點。

一般來說,小型船隻我比較少畫,遊艇類的因為網路上太多我也不畫,我選擇的方向是專攻大型船舶為主,在我繪製的經驗中,我習慣作以下的區塊分類、並延續這樣的製作流程:

從側視的角度來看,我將整艘船舶區分為船艏、船舯、船艉、以及上層結構等四大部分,繪製的順序則是由船艏向船舯接著船艉畫,這三部分完成後才發展上層結構。

此外,我通常將不含上層結構的船身視為一個整體,因為這部分有流體力學上的講究,是整艘船運用曲面比例最高的區塊、也是最不容易搞定的地方。

從附圖一來說,中間綠色水平線代表船舶最深的吃水線,這是一個繪製時的重要分界,黃色垂直線則分別標出了船艏、船舯與船艉這三大區塊,但我必須先強調這裡所指的船艉,並非字面上所意指的船舶尾段,而是從船身幾何線條變化與過渡的角度來談。

在船艏及船艉處有藍色的虛線,這些虛線的位置與形體,必須和真實船隻保持一致,因此從船艏向船艉畫的過程中,你必須精確控制3D空間中曲面角度的變化,因此這個角度的抓取與成形十分關鍵,它決定了你的船身造型是否擬真。

或許有些人會想說,有三視圖是不是就解決了所有問題呢?理論上三視圖可以協助你抓取尺寸比例和特定的線條及位置,但在曲面過渡的空間中,三視圖並無法告訴你曲率數據和導引曲線的控制點所在,這個問題在我大量練習後已有足夠的經驗去解決,在此篇先暫略不探究。

我們先從船艏來看,隨著船舶設計的需求考量不同,並非所有的船都具備球形艏(或稱球鼻艏)這個外突的結構,就算是具備有這個設計的船舶,每艘船在這個區域的形體也完全不同。

以我目前繪製超過二十艘船的經驗來說,這個地方的建模成形方式,就有超過十種不同的作法,是個很有挑戰性的題材,也是練習船舶繪製最先需要突破的點。

我個人通常習慣由吃水線以下開始畫、接著做吃水線以上至主甲板這一段,船艏區塊完成就往船舯區塊做,船舯區塊完成再延續向船艉走,最終形成一個完整且形體正確的船身結構,倘若有3D列印或實際產出的需求,那我就會改以多個船段的方式為之,最後再行組立結合。

現實世界中,早期的船有許多不同的框架(Frame),透過與龍骨結合以形成船舶的主體結構,現在造船則以模組化的方式分別建造各個區塊部件,最後再運送至船塢進行總組裝,以我繪製的方式來說比較接近後者。

透過附圖二、我們接著來看看另一處區塊,某些船舶會在船艏處設計擋浪板的結構,以避免大浪打上甲板造成安全或破壞問題。

除了擋浪板之外、部分船艏會帶有一定角度的上揚,如何在有船艏曲率條件限制下,繪製出這個上揚區塊並配合擋浪板的形體(甚至是配合曲面外擴的造型),也是必須要具備的基本技能。

以船身部分來說,船舯段通常面臨的問題較少,因為此處在外觀形體變化的幅度不大,許多都是平直區域為主,然而船艏與船艉具備外觀變化大、形體角度多變的特性,如何適當地與船舯銜接過渡,在曲線控制上仍有不少講究,這裡同樣得依靠技術經驗的累積。

很多時候,從個別角度去看船艏、船舯與船艉都以為OK,然而當你不斷調整視角時就會發現,視覺線條的發散、收斂與過渡並不完美,若沒有控制好更會出現難以銜接或突兀不正常的狀況。

通常在來回修正的過程中,很容易發生錯誤與不理想的情形,運氣好幾次就解決、運氣不好就是好幾小時的事,這將是一場不斷修改與驗證的修練,也是耗費最多時間的所在。

我看過一些專業船舶設計測試的軟體,基本上並不需要這麼麻煩,只要在輸入相關數據後、系統就會自動產出所需的形體和結構,但我們若要以Solidworks做同樣的事,那就必須根據自身軟體的規範與限制來為之。

最後我們看看附圖三,Phase 1 ~ Phase 3是我首要得完成的階段,當這部分沒問題後才開始發展主甲板之上的上層結構(Phase 4)。

上層結構你可以分開繪製成獨立的零組件、也可以直接從船身上發展出來,獨立繪製的好處是個別修改容易,也較能避免單一檔案過於龐大、系統效能低落的狀況。

值得注意的是,若上層結構及相關設備是另開檔案來做,如何與船身部分的尺寸配套、後續結合組立等問題,就必須在畫的時候一併先行思考,不然來回切換調整也是很累人的一件事。

From http://www.callbusy.biz
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