FreeCAD-Ship s60 tutorial/de: Difference between revisions

From FreeCAD Documentation
(Created page with "== Belastungsgeometrie ==")
No edit summary
 
(89 intermediate revisions by 5 users not shown)
Line 1: Line 1:
<languages/>
<languages/>
{{VeryImportantMessage|'''WARNUNG''': Der Arbeitsbereich Schiffe ist derzeit nicht gewartet und funktioniert aufgrund dieser Tatsache nicht richtig.
Wenn Du bei der Pflege dieses Arbeitsbereichs helfen möchten, findest Du den Quellcode unter https://github.com/FreeCAD/freecad.ship}}


{{TutorialInfo/de
{{TutorialInfo/de
|Topic=Arbeitsbereich Ship
|Thema=Ship Workbench
|Level=Beginner
|Level=Anfänger
|Time=
|Time=
|Author=
|Author=
Line 12: Line 10:
}}
}}


<span id="Introduction"></span>
==Einleitung==


In diesem Tutorial werden wir mit dem Schiff der Serie 60 der Iowa Universität arbeiten. Das Tutorial soll zeigen, wie man mit einem symmetrischen Einrumpfschiff arbeitet, aber Mehrrumpf- oder nicht-symmetrische Schiffe können mit dem gleichen Verfahren durchgeführt werden.
In diesem Tutorium werden wir mit einem Serie-60-Schiff der Universität von Iowa arbeiten. Diese Anleitung soll zeigen, wie man mit einem symmetrischen Einrumpfschiff arbeiten kann, aber auch Mehrrumpf- oder nicht-symmetrische Schiffe können mit dem gleichen Vorgehen ausgeführt werden.


Erfahre mehr über den Arbeitsbereich [[Image:Workbench_Ship.svg|24px]] [[Ship Workbench/de|Ship]].
Du kannst mehr über [[Ship_Workbench/de|FreeCAD Schiff hier]] erfahren.


<span id="Loading_geometry"></span>
== Belastungsgeometrie ==
== Belastungsgeometrie ==


=== Introduction ===
===Hintergrund===
Der Arbeitsbereich [[Image:Workbench_Ship.svg|24px]] [[Ship Workbench/de|Ship]] arbeitet über '''Schiffsentitäten''', die auf der bereitgestellten Geometrie aufbauend erstellt werden müssen. Bei der Geometrie muss es sich um einen Festkörper (oder einen Satz von Festkörpern) handeln, wobei die folgenden Kriterien berücksichtigt werden müssen:
FreeCAD-Ship works over '''Ship entities''', that must be created on top of provided geometry. Geometry must be a solid, or set of solids, following criteria must be taken into account:
* Die gesamte Rumpfgeometrie muss bereitgestellt werden (einschließlich symmetrischer Körper).
* All hull geometry must be provided (including symmetric bodies).
* Die Steuerbord Geometrie muss sich im negativen "Y"-Bereich befinden.
* Starboard geometry must be included at negatives ''y'' domain.
* Der Nullpunkt (0,0,0) ist der Schnittpunkt vom ''Mittschiff-Spantenriss'' (Mittelebene zwischen dem hinteren und vorderen Lot) und der ''Kiellinie''.
* Origin (0,0,0) point is the '''Midship section''' (Midpoint between after and forward perpendicular) and '''base line''' intersection.


[[Image:FreeCAD-Ship-SignCriteria.jpg|center|Schematic view of sign criteria]]
[[Image:FreeCAD-Ship-SignCriteria.jpg|center|Schematische Ansicht der Konstruktionsachsen]]
<center><span style="font-variant:small-caps">FreeCAD-Ship sign criteria</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">FreeCAD-Ship Konstruktionsachsen</span></center>


=== Loading Series 60 geometry ===
===Serie-60-Geometrie laden===
Um neue Anwender zu unterstützen, enthält der Arbeitsbereich Ship eine Ladefunktion für Beispielgeometrien mit den folgenden Auswahlmöglichkeiten:
In order to help new users FreeCAD-Ship includes a geometries examples loader, with the following to choose from:
*Series 60 from Iowa University
* Series 60 from Iowa University
*Wigley Canonical Ship
* Wigley Canonical Ship
*Series 60 Catamaran
* Series 60 Catamaran
*Wigley Catamaran
* Wigley Catamaran


[[Image:FreeCAD-Ship-LoadIco.png|center|Example ship geometries loader icon.]]
[[Image:Ship_Load.svg|center|Schiffsgeometrien Beispielladersymbol.]]
<center><span style="font-variant:small-caps"> Ship Geometries Examples loader icon</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps"> Schiffsgeometrien Beispielladersymbol</span></center>


Executing the tool (Ship design/Load an example ship geometry) a task dialogue will shown. Select '''Series 60 from Iowa University''' and press Accept. Tool loads new document with '''s60_IowaUniversity''' geometry.
Beim Ausführen des Werkzeugs (Schiffskonstruktion/Laden einer Beispielschiffsgeometrie) wird ein Aufgabendialog angezeigt. Wähle '''Series 60 der Iowa Universität''' und drücke Annehmen. Das Werkzeug lädt ein neues Dokument mit der '''s60_IowaUniversity''' Geometrie.


{{VeryImportantMessage|<center>'''Warning, before editing anything!'''</center>
{{VeryImportantMessage|'''Warnung, bevor irgendetwas bearbeitet wird!'''
Du arbeitest jetzt mit der originalen Beispieldatei.
<center>You are now working with the original example file.</center>
Um das unbearbeitete Originalbeispiel zu erhalten, '''musst du es zuerst als neue Datei speichern, bevor du irgendetwas bearbeitest.'''}}
<center>To preserve the original unedited example, '''you must first save it as a new file before editing anything.'''</center>}}


== Create ship instance ==
== Schiffsinstanz erstellen ==
Um eine '''Schiffsinstanz''' zu erstellen, wähle die Geometrie s60 und führe das '''Schiffserstellungswerkzeug'' (Schiffsentwurf/Erstellen eines neuen Schiffes) aus.
In order to create a '''Ship instance''' select s60 geometry and execute the '''ship creation tool''' (Ship design/Create a new ship).


[[Image:FreeCAD-Ship-Ico.png|center|Ship creation tool.]]
[[Image:Ship_Logo.svg|center|Schiffserstellungswerkzeug Symbol.]]
<center><span style="font-variant:small-caps">Ship creation tool icon</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">Schiffserstellungswerkzeug Symbol</span></center>


Erstellen eines Schiffsaufgabendialogs und einige Anmerkungen werden in der [[3D view/de|3D Ansicht]] angezeigt. Die Anmerkungen verschwinden, wenn du das Werkzeug zum Erstellen eines Schiffs schließt, mache dir also keine Sorgen.
Creating ship task dialogue and some annotations at 3D view will shown. The annotations will removed when you close Ship creation tool, so don't worry about this.


Die meisten wesentlichen Schiffsdaten müssen eingeführt werden (der [[Image:Workbench_Ship.svg|24px]] Arbeitsbereich Schiffe verwendet ein progressives Dateneinführungssystem, so dass grundlegende Arbeitsschritte ausgeführt werden können, wenn nur die grundlegenden Schiffsdaten bekannt sind. Mehr Informationen werden benötigt wenn die Arbeitsschritte komplexer werden).
Most relevant ship data must be introduced (FreeCAD-Ship uses a progressive data introduction system, so basic operations can be performed knowing only basic ship data, more information is needed as the operations become more complex).


=== Ship data ===
=== Schiffsdaten ===
die Hauptabmessungen müssen hier eingebracht werden:
Main dimensions must be introduced here:
* Length: Length between perpendiculars, 25.5 m for this ship.
* Länge: Länge zwischen den Loten, 25,5 m für dieses Schiff.
* Beam: Total ship beam, 3.389 m for this ship.
* Schiffsbreite: Gesamte Schiffsbreite, 3,389 m für dieses Schiff.
* Draft: Design draft, 1.0 m for this ship.
* Tiefgang: Konstruktionstiefgang, 1,0 m für dieses Schiff.


[[Image:FreeCAD-Ship-S60ShipCreationFront.png|center|Front view annotations]]
[[Image:FreeCAD-Ship-S60ShipCreationFront.png|center|Anmerkungen zur Vorderansicht]]
<center><span style="font-variant:small-caps">Length annotations.</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">Längen Anmerkungen.</span></center>


Normalerweise hängt die Länge zwischen den Loten vom Entwurfstiefgang ab. Wenn du also nicht weisst, wie lang dein Schiff ist, kannst du den Tiefgang einstellen und die Länge anpassen, um einen Schnittpunkt zwischen Bug und Tiefgang zu erhalten.
Usually the Length between perpendiculars depends on design draft, so if you don't know what is the length of your ship you can set draft, and fit length in order to get bow and draft intersection.


[[Image:FreeCAD-Ship-S60ShipCreationSide.png|center|Side view annotations]]
[[Image:FreeCAD-Ship-S60ShipCreationSide.png|center|Anmerkungen zur Seitenansicht]]
<center><span style="font-variant:small-caps">Beam annotations.</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">Balken Anmerkungen.</span></center>


Dasselbe Verfahren gilt für die Breitenpassung. Beachte, dass der angeforderte Wert die gesamte Breite ist, aber die Anmerkung bezieht sich nur auf die Steuerbordhälfte des Schiffes.
Same process is valid for Beam fit. Note that requested value is total beam, but annotation is only refered to starboard half ship.


Wenn du die {{Button|Annehmen}} Schaltfläche drückst, wird eine neue Schiffsinstanz mit dem Namen '''Schiff''' im Dialogfeld ''Markierungen & Attribute'' erstellt. Wir benötigen die Geometrie nicht mehr, du kannst sie also ausblenden.
When you press '''Accept''' button program creates your new Ship instance called '''Ship''' at ''Tags & Attributes'' dialog. We don't need geometry anymore, so you can hide it.


[[Image:FreeCAD-Ship-ShipInstance.png|center|Ship instance icon]]
[[Image:FreeCAD-Ship-ShipInstance.png|center|Schiffsinstanz Symbol]]
<center><span style="font-variant:small-caps">Ship instance icon.</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">Schiffsinstanz Symbol.</span></center>


Von nun an musst du '''Schiff''' ausgewählt haben, bevor du eines der Schiffs Arbeitsbereich Werkzeuge ausführst.
From here onwards, you must have '''Ship''' selected before you execute any FreeCAD-Ship tool.


== Lines drawing ==
== Linienzeichnen ==
Der Schiffs Arbeitsbereich stellt ein Werkzeug zur Verfügung, das es einfach macht, einen Linienplan von der Schiffslinienzeichnung zu bekommen.
FreeCAD-Ship provides a tool that makes it easy to obtain a Lines Plan from the ship lines drawing


[[Image:FreeCAD-Ship-OutlineDrawIco.png|center|Outline draw tool.]]
[[Image:Ship_OutlineDraw.svg|center|Umrisszeichnungswerkzeug.]]
<center><span style="font-variant:small-caps">Lines drawing tool icon</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">Umrisszeichnungswerkzeugsymbol</span></center>


Das Linienzeichen ist ein Satz von Linien aus Schnitten in allen 3 Achsen, die schließlich die Rumpfgeometrie in einem Linienplan zeigen. Wir müssen die Linien für die 3 folgenden Ansichten bereitstellen:
Lines drawing is a set of lines from section cuts in all 3 axis, that will eventually show the hull geometry in a Lines Plan. We need to provide the lines for the 3 following views:
*Spantenriss (unter Verwendung der transversalen Schnitte)
*Body Plan (using the Transversal Cuts)
*Längsriss (unter Verwendung der Längsschnitte)
*Sheer Plan (using the Longitudinals Cuts)
*Wasserlinienriss (unter Verwendung der Wasserlinienkürzungen)
*Half-Breadth Plan (using the Waterlines Cuts)




=== Transversal cuts ===
=== Transversale Schnitte ===
Usually 21 transversal equidistant sections between perpendiculars must be performed. in order to do it FreeCAD provides an automatic tool in order to do it, simply select '''Transversal''' type of sections, go to '''Auto create''' box and set '''21''' sections, then press '''Create sections'''.
Normalerweise müssen 21 transversale äquidistante Schnitte zwischen den Senkrechten durchgeführt werden. Um dies zu tun, stellt FreeCAD ein automatisches Werkzeug zur Verfügung, wähle einfach den '''Transversal''' Typ der Schnitte, gehe in das '''Auto erstellen''' Feld und setze '''21''' Schnitte, dann drücke {{Button|Schnitte erstellen}}.


[[Image:S60OutlineTransversal.png|center|Outline draw transversal sections preview.]]
[[Image:S60OutlineTransversal.png|center|Umrisszeichnung Transversale Schnitte Voransicht.]]
<center><span style="font-variant:small-caps">Outline draw transversal sections preview</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">Umrisszeichnung Transversale Schnitte Voransicht</span></center>


Die Sektionstabelle wird gefüllt und die Sektionsvorschau '''UmrissZeichnung''' wird angezeigt. Normalerweise werden dazu weitere Abschnitte an Bug und Heck hinzugefügt, wo komplexere Krümmungen registriert werden:
Sections table is filled, and sections preview called '''OutlineDraw''' shown. Usually more sections was added at bow and stern, where more complex curvatures are registered, in order to do it go to the end of the table, and do ''double click'' at empty item in order to edit it, pressing intro to confirm. Add following sections:
# Gehe zum Ende der Tabelle und ''doppelklicke'' auf ein leeres Element, um es zu bearbeiten.
# Drücke {{Button|intro}} zur Bestätigung.
# Füge die folgenden Abschnitte hinzu:


* X<sub>22</sub> = -12.1125 m
:: X<sub>22</sub> = -12.1125 m
* X<sub>23</sub> = 12.1125 m
:: X<sub>23</sub> = 12.1125 m


Je nach Komplexität der Rumpfgeometrie kann die Vorschau der Schnitte einige Zeit in Anspruch nehmen. Um einen Abschnitt zu entfernen, fülle ihn einfach mit einem leeren Text und drücke die Eingabetaste.
Depending hull geometry complexity, sections preview can take some time. In order to remove a section, just fill it with an empty text and press enter.


=== Longitudinal cuts ===
=== Längsschnitte ===
Es müssen zwei Längsschnitte hinzugefügt werden, wähle also '''Längsschnitte''', gehe in das Feld '''Automatisch erstellen''' und stelle '''2''' Abschnitte ein und drücke dann {{Button|Abschnitte erstellen}}. Die Sektionstabelle wird gefüllt und die Sektionsvorschau aktualisiert.
Two longitudinal cuts must be added, so select '''Longitudinal''' type of sections, go to '''Auto create''' box and set '''2''' sections, then press '''Create sections'''. Sections table is filled, and sections preview updated.


=== Waterlines ===
=== Wasserlinien ===
6 Wasserlinien zwischen Grundlinie und Konstruktionsentwurf müssen hinzugefügt werden, wähle also '''Wasserlinien''' Art der Abschnitte, gehe zum Feld '''Automatisch erstellen'' und stelle '''5''' ein (Z = 0 m wird nicht berücksichtigt, füge es manuell hinzu, wenn du es benötigst) Abschnitte, dann drücke {{Button|Abschnitte erstellen}}. Die Schnitttabelle wird gefüllt und die Schnittvorschau aktualisiert.
6 Waterlines between base line and design draft must be added, so select '''Waterlines''' type of sections, go to '''Auto create''' box and set '''5''' (Z = 0 m will not be considered, add it manually if you need it) sections, then press '''Create sections'''. Sections table is filled, and sections preview updated.


Weitere zusätzliche Wasserlinien müssen hinzugefügt werden:
Several additional waterlines must be added:
* Z<sub>6</sub> = 1.2 m
* Z<sub>6</sub> = 1.2 m
* Z<sub>7</sub> = 1.4 m
* Z<sub>7</sub> = 1.4 m
Line 115: Line 119:
* Z<sub>10</sub> = 2.0 m
* Z<sub>10</sub> = 2.0 m


=== Perform plot ===
=== Plot ausführen ===
Wähle den Maßstab '''1:100''' und drücke {{Button|Annehmen}}, damit das Werkzeug die 3D Schnitte in einem neuen Objekt erzeugt.
Select '''1:100''' scale and press '''Accept''' to let the tool to generate the 3D sections in a new object.


[[Image:FreeCAD-Ship-S60Outline3DSections.png|center|Resultant sections.]]
[[Image:FreeCAD-Ship-S60Outline3DSections.png|center|Resultierende Schnitte.]]
<center><span style="font-variant:small-caps">Resultant sections.</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">Resultierende Schnitte.</span></center>


Zum Plotten dieser Schnitte kann den Arbeitsbereich [[TechDraw_Workbench|TechDraw]] verwendet werden:
In order to plot these sections you can use the [[Drawing_Workbench|drawing workbench]]:


[[Image:FreeCAD-Ship-S60OutlinePlot.png|center|Outline draw plot.]]
[[Image:FreeCAD-Ship-S60OutlinePlot.png|center|Umrisszeichnungsplot.]]
<center><span style="font-variant:small-caps">Outline draw plot.</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">Umrisszeichnungsplot.</span></center>


== Transversal areas curve ==
== Transversale Flächen Kurve ==
Ein typischer hydrodynamischer Parameter des Schiffsentwurfs ist die Kurve der transversalen Flächen, die einige Indikatoren über das Verhalten des Schiffsrumpfes (Schleppwiderstand, Seeverhalten, ...) liefert. Der Schiffs Arbeitsbereich stellt ein einfaches Werkzeug zur Verfügung, um die transversale Flächenkurve auszuführen.
One typical ship design hydrodynamic parameter is the transversal areas curve, that retrieves some indicators about the behaviour of the hull (towing resistance, seakeeping, ...). FreeCAD-Ship provides a simple tool in order to perform transversal areas curve.


[[Image:FreeCAD-Ship-AreaCurveIco.png|center|Transversal areas curve tool icon.]]
[[Image:FreeCAD-Ship-AreaCurveIco.png|center|Transversalflächenkurve Symbol.]]
<center><span style="font-variant:small-caps">Transversal areas curve tool icon.</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">Transversalflächenkurve Symbol.</span></center>


Wenn das Werkzeug ausgeführt wird, wird ein Aufgabendialog angezeigt, und es wird eine Vorschau der freien Oberfläche in der [[3D view/de|3D Ansicht]] erstellt (Die Vorschau der freien Oberfläche wird entfernt, wenn das Werkzeug fertig ist, also mache dir keine Sorgen darüber). Im Aufgabendialog sind Eingabe- und Ausgabedaten vorhanden.
When tool is executed a task dialog is shown, and free surface prewied is created at 3D view (Free surface preview will be removed when tool finished, so don't worry about them). Into task dialog input and output data is present.


=== Input data ===
=== Eingabedaten ===
Tiefgang und Trimm (Drehwinkel Rumpf ''y Kante'', positiv, wenn der Hecktiefgang zunehmen kann) müssen angegeben werden. Je nach Beladungssituation des Schiffes können mehrere Flächenkurven durchgeführt werden, es sollten jedoch zwei typische Darstellungen durchgeführt werden:
Draft and trim (Hull ''y edge'' rotation angle, positive if stern draft may increase) must be provided. Several areas curves may be performed, depending on ship load situations, but two typical plot should be performed:
* Kurve der Entwurfstransversalflächen: Ohne Trimmwinkel und mit Entwurfstiefgang, in diesem Fall 1,0 m.
* Design transversal areas curve: Without triming angle and using design draft, 1.0 m in this case.
* Kurve der transversalen Flächen mit maximalem Tiefgang: Ohne Trimmwinkel und mit maximal zulässigem Tiefgang, in diesem Fall 2,0 m.
* Maximum draft transversal areas curve: Without trimin angle, and maximum draft allowed, 2.0 m in this case.


=== Output data ===
=== Ausgabedaten ===
Einige relevante Daten werden in Echtzeit angezeigt:
Some relevant data is shown at real time:
* '''L''': Lenght between perpendiculars, value set at ship instance creation.
* '''L'''': Länge zwischen den Loten, Wert bei der Erstellung der Schiffsinstanz festgelegt.
* '''B''': Beam selected at ship creation.
* '''B'''': Bei der Erstellung des Schiffes ausgewählter Balken.
* '''T''': Actual draft amidships.
* '''T'''': Tatsächlicher Tiefgang mittschiffs.
* '''Trim''': Trim angle.
* '''Trimm'''': Trimmwinkel.
* '''T<sub>AP</sub>''': After perpendicular draft.
* '''T<sub>AP</sub>'''': Nach senkrechtem Tiefgang.
* '''T<sub>FP</sub>''': Forward perpendicular draft.
* '''T<sub>FP</sub>'''': Senkrechter Tiefgang vorwärts.
* '''Verdrängung'''': Schiffsverdrängung (Salzwasser berücksichtigt, durch 1,025 teilen, um das verdrängte Volumen zu kennen).
* '''Displacement''': Ship displacement (salt water considered, divide by 1.025 in order to know displaced volume).
* '''XCB''': Buoyancy centre point X coordinate (relative to midship section).
* '''XCB''''': Auftriebsmittelpunkt X Koordinate (relativ zum Mittschiffsabschnitt).


Wenn die {{Button|Annehmen}} Schaltfläche gedrückt wird, wird ein Plot ausgeführt (je nach Komplexität der Geometrie kann dies einige Zeit dauern, du kannst den Fortschritt am Terminal sehen und die Arbeit durch Drücken von {{KEY|Strg}}+{{KEY|C}} stoppen). Wenn die Aufgabe beendet ist, erzeugt FreeCAD einen Plot (siehe [[Plot_Workbench/de|Plot-Arbeitsbereich-Dokumentation]]) und eine Kalkulationstabelle (siehe [[Spreadsheet_Workbench/de|Tabellenkalkulation Arbeitsbereich Dokumentation]]).
When '''Accept''' button is pressed a plot is performed (depending on geometry complexity can take some time, you can see progress on terminal, and stop the work pressing '''Ctrl+C'''). When the task has finished FreeCAD will generate a Plot (see the [[Plot_Module|plot module documentation]]) and a SpreadSheet (see the [[Spreadsheet_Workbench|Spreadsheet workbench documentation]]).


[[Image:FreeCAD-Ship-s60Areas.png|center|800px|Design draft transversal areas curve. ]]
[[Image:FreeCAD-Ship-s60Areas.png|center|800px|Konstruktionsentwurf Transversalflächenkurve. ]]
<center><span style="font-variant:small-caps">Design draft transversal areas curve. </span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">Konstruktionsentwurf Transversalflächenkurve. </span></center>


Du kannst die Kurve der maximalen Entwurfstransversalflächen durchführen, um die Unterschiede zu sehen (z.B. stellst du fest, dass die Flächenkurve jetzt durch die Längensenkrechten geht).
You can perform maximum draft transversal areas curve in order to see the differences (for instance you are noticing that areas curve is passing through length perpendiculars now).


== Hydrostatics ==
== Hydrostatik ==
Die Hydrostatik Berechnung ist eine kritische Phase beim Schiffsentwurf, da die wichtigsten Stabilitätsparameter des Schiffskörpers bekannt sind. Die Hydrostatik ist für die Ausstellung von Schiffszertifikaten durch die Klassifikationsgesellschaften obligatorisch und liefert zusammen mit den Daten über den Beladungszustand (Gewichte und Schwerkraftposition) wesentliche Daten über die Schiffsstabilität. FreeCAD-Schiff stellt ein Werkzeug zur Verfügung, um Haupt Hydrostatikkurven zu erhalten (GZ Kurven werden in anderen Werkzeugen berücksichtigt).
Hydrostatics computation is a critical stage at ship design due to know principal stability hull parameters. Hydrostatics are mandatory data in order to classification societies certificates ship, and joined with loading condition data (weights and gravity position) provides essential data about ship stability. FreeCAD-Ship provides a tool to obtain main hydrostatics curves (GZ curves are considered in other tool).


[[Image:FreeCAD-Ship-HydrostaticsIco.png‎|center|Hydrostatics tool icon.]]
[[Image:FreeCAD-Ship-HydrostaticsIco.png‎|center|Hydrostatik Werkzeugsymbol.]]
<center><span style="font-variant:small-caps">Hydrostatics tool icon.</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">Hydrostatik Werkzeugsymbol.</span></center>


Wenn das Werkzeug ausgeführt wird, wird ein Aufgabendialog angezeigt. Gewöhnlich werden Hydrostatikkurven für jeden Trimmwinkel dargestellt, in diesem Tutorium wird nur der aufrechte Trimmwinkel (0º) berücksichtigt, mit einem Intervall um jeden Entwurf der Belastungsbedingung. Da wir nicht wissen, welche Belastungszustände wir erhalten können, werden wir fast alle Möglichkeiten des Tiefgangs in Betracht ziehen (Normalerweise, um so viele Auflösungen wie möglich zu erhalten, passen Schiffbauingenieure das Intervall an machbare Entwürfe an).
When tool is executed a task dialog is shown. Usually Hydrostatics curves are presented for each trim angle, in this tutorial only upright trimming angle will considered (0º), with an interval around every loading condition draft. Since we don't know what loading conditions we can get, we will consider almost draft possibilities (Usually, in order to get as many resolution as possible, naval architects fits the interval to feasible drafts).


Also haben wir folgende Daten festgelegt:
So we set following data:
* '''Trim''' = 0 deg
* '''Trimm''' = 0 Grad
* '''Minimum Draft''' = 0.1 m
* '''Minimaler Tiefgang''' = 0,1 m
* '''Maximum Draft''' = 2.0 m
* '''Maximaler Tiefgang''' = 2,0 m
* '''Number of points''' = 39. A lot of points or really complex geometries imply long computation times, in this case around 1 minute can be expend.
* '''Anzahl der Punkte''' = 39. Viele Punkte oder wirklich komplexe Geometrien implizieren lange Rechenzeiten, in diesem Fall kann etwa 1 Minute aufgewendet werden.


When '''Accept''' button is pressed plots are performed (see the [[Plot_Module|plot module documentation]]) and a spreadsheet is generated (see the [[Spreadsheet_Workbench|Spreadsheet workbench documentation]]).
Wenn die '''Annehmen'''-Schaltfläche gedrückt wird, werden Plots durchgeführt (siehe [[Plot_Workbench/de|Plot-ArbeitsbereichDokumentation]]) und ein Kalkulationsblatt generiert (siehe [[Spreadsheet_Workbench/de|Tabellenkalkulation Arbeitsbereich Dokumentation]]).


[[Image:FreeCAD-Ship-HydrostaticsCurves.png|800px|center|Hydrostatics curves.]]
[[Image:FreeCAD-Ship-HydrostaticsCurves.png|800px|center|Hydrostatik Kurven.]]
<center><span style="font-variant:small-caps">Hydrostatics curves.</span></center>
<center><span style="font-variant:small-caps">Hydrostatik Kurven.</span></center>


<span id="Continue_learning"></span>
== Continue learning FreeCAD-Ship ==
== Weiter lernen ==
Now you are ready to continue learning [[Ship_Workbench|Ship]], [[FreeCAD-Ship_s60_tutorial_(II)|here]] is the second chapter of Series 60 from Iowa university ship.


Das [[FreeCAD-Ship_s60_tutorial_(II)/de|FreeCAD Schiff s60 Tutorium (II)]] ist das zweite Kapitel der Series 60 von der Iowa Universität Schiff.
[[Category:Unmaintained]]

{{clear}}

[[Category:Ship{{#translation:}}]]

Latest revision as of 07:28, 15 October 2023

Other languages:
Tutorium
Thema
Arbeitsbereich Ship
Niveau
Anfänger
Zeit zum Abschluss
Autoren
FreeCAD-Version
Beispieldateien
Siehe auch
None

Einleitung

In diesem Tutorium werden wir mit einem Serie-60-Schiff der Universität von Iowa arbeiten. Diese Anleitung soll zeigen, wie man mit einem symmetrischen Einrumpfschiff arbeiten kann, aber auch Mehrrumpf- oder nicht-symmetrische Schiffe können mit dem gleichen Vorgehen ausgeführt werden.

Erfahre mehr über den Arbeitsbereich Ship.

Belastungsgeometrie

Hintergrund

Der Arbeitsbereich Ship arbeitet über Schiffsentitäten, die auf der bereitgestellten Geometrie aufbauend erstellt werden müssen. Bei der Geometrie muss es sich um einen Festkörper (oder einen Satz von Festkörpern) handeln, wobei die folgenden Kriterien berücksichtigt werden müssen:

  • Die gesamte Rumpfgeometrie muss bereitgestellt werden (einschließlich symmetrischer Körper).
  • Die Steuerbord Geometrie muss sich im negativen "Y"-Bereich befinden.
  • Der Nullpunkt (0,0,0) ist der Schnittpunkt vom Mittschiff-Spantenriss (Mittelebene zwischen dem hinteren und vorderen Lot) und der Kiellinie.
Schematische Ansicht der Konstruktionsachsen
Schematische Ansicht der Konstruktionsachsen
FreeCAD-Ship Konstruktionsachsen

Serie-60-Geometrie laden

Um neue Anwender zu unterstützen, enthält der Arbeitsbereich Ship eine Ladefunktion für Beispielgeometrien mit den folgenden Auswahlmöglichkeiten:

  • Series 60 from Iowa University
  • Wigley Canonical Ship
  • Series 60 Catamaran
  • Wigley Catamaran
Schiffsgeometrien Beispielladersymbol.
Schiffsgeometrien Beispielladersymbol.
Schiffsgeometrien Beispielladersymbol

Beim Ausführen des Werkzeugs (Schiffskonstruktion/Laden einer Beispielschiffsgeometrie) wird ein Aufgabendialog angezeigt. Wähle Series 60 der Iowa Universität und drücke Annehmen. Das Werkzeug lädt ein neues Dokument mit der s60_IowaUniversity Geometrie.

Warnung, bevor irgendetwas bearbeitet wird!

Du arbeitest jetzt mit der originalen Beispieldatei.

Um das unbearbeitete Originalbeispiel zu erhalten, musst du es zuerst als neue Datei speichern, bevor du irgendetwas bearbeitest.

Schiffsinstanz erstellen

Um eine Schiffsinstanz' zu erstellen, wähle die Geometrie s60 und führe das Schiffserstellungswerkzeug (Schiffsentwurf/Erstellen eines neuen Schiffes) aus.

Schiffserstellungswerkzeug Symbol.
Schiffserstellungswerkzeug Symbol.
Schiffserstellungswerkzeug Symbol

Erstellen eines Schiffsaufgabendialogs und einige Anmerkungen werden in der 3D Ansicht angezeigt. Die Anmerkungen verschwinden, wenn du das Werkzeug zum Erstellen eines Schiffs schließt, mache dir also keine Sorgen.

Die meisten wesentlichen Schiffsdaten müssen eingeführt werden (der Arbeitsbereich Schiffe verwendet ein progressives Dateneinführungssystem, so dass grundlegende Arbeitsschritte ausgeführt werden können, wenn nur die grundlegenden Schiffsdaten bekannt sind. Mehr Informationen werden benötigt wenn die Arbeitsschritte komplexer werden).

Schiffsdaten

die Hauptabmessungen müssen hier eingebracht werden:

  • Länge: Länge zwischen den Loten, 25,5 m für dieses Schiff.
  • Schiffsbreite: Gesamte Schiffsbreite, 3,389 m für dieses Schiff.
  • Tiefgang: Konstruktionstiefgang, 1,0 m für dieses Schiff.
Anmerkungen zur Vorderansicht
Anmerkungen zur Vorderansicht
Längen Anmerkungen.

Normalerweise hängt die Länge zwischen den Loten vom Entwurfstiefgang ab. Wenn du also nicht weisst, wie lang dein Schiff ist, kannst du den Tiefgang einstellen und die Länge anpassen, um einen Schnittpunkt zwischen Bug und Tiefgang zu erhalten.

Anmerkungen zur Seitenansicht
Anmerkungen zur Seitenansicht
Balken Anmerkungen.

Dasselbe Verfahren gilt für die Breitenpassung. Beachte, dass der angeforderte Wert die gesamte Breite ist, aber die Anmerkung bezieht sich nur auf die Steuerbordhälfte des Schiffes.

Wenn du die Annehmen Schaltfläche drückst, wird eine neue Schiffsinstanz mit dem Namen Schiff im Dialogfeld Markierungen & Attribute erstellt. Wir benötigen die Geometrie nicht mehr, du kannst sie also ausblenden.

Schiffsinstanz Symbol
Schiffsinstanz Symbol
Schiffsinstanz Symbol.

Von nun an musst du Schiff ausgewählt haben, bevor du eines der Schiffs Arbeitsbereich Werkzeuge ausführst.

Linienzeichnen

Der Schiffs Arbeitsbereich stellt ein Werkzeug zur Verfügung, das es einfach macht, einen Linienplan von der Schiffslinienzeichnung zu bekommen.

Umrisszeichnungswerkzeug.
Umrisszeichnungswerkzeug.
Umrisszeichnungswerkzeugsymbol

Das Linienzeichen ist ein Satz von Linien aus Schnitten in allen 3 Achsen, die schließlich die Rumpfgeometrie in einem Linienplan zeigen. Wir müssen die Linien für die 3 folgenden Ansichten bereitstellen:

  • Spantenriss (unter Verwendung der transversalen Schnitte)
  • Längsriss (unter Verwendung der Längsschnitte)
  • Wasserlinienriss (unter Verwendung der Wasserlinienkürzungen)


Transversale Schnitte

Normalerweise müssen 21 transversale äquidistante Schnitte zwischen den Senkrechten durchgeführt werden. Um dies zu tun, stellt FreeCAD ein automatisches Werkzeug zur Verfügung, wähle einfach den Transversal Typ der Schnitte, gehe in das Auto erstellen Feld und setze 21 Schnitte, dann drücke Schnitte erstellen.

Umrisszeichnung Transversale Schnitte Voransicht.
Umrisszeichnung Transversale Schnitte Voransicht.
Umrisszeichnung Transversale Schnitte Voransicht

Die Sektionstabelle wird gefüllt und die Sektionsvorschau UmrissZeichnung wird angezeigt. Normalerweise werden dazu weitere Abschnitte an Bug und Heck hinzugefügt, wo komplexere Krümmungen registriert werden:

  1. Gehe zum Ende der Tabelle und doppelklicke auf ein leeres Element, um es zu bearbeiten.
  2. Drücke intro zur Bestätigung.
  3. Füge die folgenden Abschnitte hinzu:
X22 = -12.1125 m
X23 = 12.1125 m

Je nach Komplexität der Rumpfgeometrie kann die Vorschau der Schnitte einige Zeit in Anspruch nehmen. Um einen Abschnitt zu entfernen, fülle ihn einfach mit einem leeren Text und drücke die Eingabetaste.

Längsschnitte

Es müssen zwei Längsschnitte hinzugefügt werden, wähle also Längsschnitte, gehe in das Feld Automatisch erstellen und stelle 2 Abschnitte ein und drücke dann Abschnitte erstellen. Die Sektionstabelle wird gefüllt und die Sektionsvorschau aktualisiert.

Wasserlinien

6 Wasserlinien zwischen Grundlinie und Konstruktionsentwurf müssen hinzugefügt werden, wähle also Wasserlinien' Art der Abschnitte, gehe zum Feld Automatisch erstellen und stelle 5 ein (Z = 0 m wird nicht berücksichtigt, füge es manuell hinzu, wenn du es benötigst) Abschnitte, dann drücke Abschnitte erstellen. Die Schnitttabelle wird gefüllt und die Schnittvorschau aktualisiert.

Weitere zusätzliche Wasserlinien müssen hinzugefügt werden:

  • Z6 = 1.2 m
  • Z7 = 1.4 m
  • Z8 = 1.6 m
  • Z9 = 1.8 m
  • Z10 = 2.0 m

Plot ausführen

Wähle den Maßstab 1:100 und drücke Annehmen, damit das Werkzeug die 3D Schnitte in einem neuen Objekt erzeugt.

Resultierende Schnitte.
Resultierende Schnitte.
Resultierende Schnitte.

Zum Plotten dieser Schnitte kann den Arbeitsbereich TechDraw verwendet werden:

Umrisszeichnungsplot.
Umrisszeichnungsplot.
Umrisszeichnungsplot.

Transversale Flächen Kurve

Ein typischer hydrodynamischer Parameter des Schiffsentwurfs ist die Kurve der transversalen Flächen, die einige Indikatoren über das Verhalten des Schiffsrumpfes (Schleppwiderstand, Seeverhalten, ...) liefert. Der Schiffs Arbeitsbereich stellt ein einfaches Werkzeug zur Verfügung, um die transversale Flächenkurve auszuführen.

Transversalflächenkurve Symbol.
Transversalflächenkurve Symbol.
Transversalflächenkurve Symbol.

Wenn das Werkzeug ausgeführt wird, wird ein Aufgabendialog angezeigt, und es wird eine Vorschau der freien Oberfläche in der 3D Ansicht erstellt (Die Vorschau der freien Oberfläche wird entfernt, wenn das Werkzeug fertig ist, also mache dir keine Sorgen darüber). Im Aufgabendialog sind Eingabe- und Ausgabedaten vorhanden.

Eingabedaten

Tiefgang und Trimm (Drehwinkel Rumpf y Kante, positiv, wenn der Hecktiefgang zunehmen kann) müssen angegeben werden. Je nach Beladungssituation des Schiffes können mehrere Flächenkurven durchgeführt werden, es sollten jedoch zwei typische Darstellungen durchgeführt werden:

  • Kurve der Entwurfstransversalflächen: Ohne Trimmwinkel und mit Entwurfstiefgang, in diesem Fall 1,0 m.
  • Kurve der transversalen Flächen mit maximalem Tiefgang: Ohne Trimmwinkel und mit maximal zulässigem Tiefgang, in diesem Fall 2,0 m.

Ausgabedaten

Einige relevante Daten werden in Echtzeit angezeigt:

  • L': Länge zwischen den Loten, Wert bei der Erstellung der Schiffsinstanz festgelegt.
  • B': Bei der Erstellung des Schiffes ausgewählter Balken.
  • T': Tatsächlicher Tiefgang mittschiffs.
  • Trimm': Trimmwinkel.
  • TAP': Nach senkrechtem Tiefgang.
  • TFP': Senkrechter Tiefgang vorwärts.
  • Verdrängung': Schiffsverdrängung (Salzwasser berücksichtigt, durch 1,025 teilen, um das verdrängte Volumen zu kennen).
  • XCB: Auftriebsmittelpunkt X Koordinate (relativ zum Mittschiffsabschnitt).

Wenn die Annehmen Schaltfläche gedrückt wird, wird ein Plot ausgeführt (je nach Komplexität der Geometrie kann dies einige Zeit dauern, du kannst den Fortschritt am Terminal sehen und die Arbeit durch Drücken von Strg+C stoppen). Wenn die Aufgabe beendet ist, erzeugt FreeCAD einen Plot (siehe Plot-Arbeitsbereich-Dokumentation) und eine Kalkulationstabelle (siehe Tabellenkalkulation Arbeitsbereich Dokumentation).

Konstruktionsentwurf Transversalflächenkurve.
Konstruktionsentwurf Transversalflächenkurve.
Konstruktionsentwurf Transversalflächenkurve.

Du kannst die Kurve der maximalen Entwurfstransversalflächen durchführen, um die Unterschiede zu sehen (z.B. stellst du fest, dass die Flächenkurve jetzt durch die Längensenkrechten geht).

Hydrostatik

Die Hydrostatik Berechnung ist eine kritische Phase beim Schiffsentwurf, da die wichtigsten Stabilitätsparameter des Schiffskörpers bekannt sind. Die Hydrostatik ist für die Ausstellung von Schiffszertifikaten durch die Klassifikationsgesellschaften obligatorisch und liefert zusammen mit den Daten über den Beladungszustand (Gewichte und Schwerkraftposition) wesentliche Daten über die Schiffsstabilität. FreeCAD-Schiff stellt ein Werkzeug zur Verfügung, um Haupt Hydrostatikkurven zu erhalten (GZ Kurven werden in anderen Werkzeugen berücksichtigt).

Hydrostatik Werkzeugsymbol.
Hydrostatik Werkzeugsymbol.
Hydrostatik Werkzeugsymbol.

Wenn das Werkzeug ausgeführt wird, wird ein Aufgabendialog angezeigt. Gewöhnlich werden Hydrostatikkurven für jeden Trimmwinkel dargestellt, in diesem Tutorium wird nur der aufrechte Trimmwinkel (0º) berücksichtigt, mit einem Intervall um jeden Entwurf der Belastungsbedingung. Da wir nicht wissen, welche Belastungszustände wir erhalten können, werden wir fast alle Möglichkeiten des Tiefgangs in Betracht ziehen (Normalerweise, um so viele Auflösungen wie möglich zu erhalten, passen Schiffbauingenieure das Intervall an machbare Entwürfe an).

Also haben wir folgende Daten festgelegt:

  • Trimm = 0 Grad
  • Minimaler Tiefgang = 0,1 m
  • Maximaler Tiefgang = 2,0 m
  • Anzahl der Punkte = 39. Viele Punkte oder wirklich komplexe Geometrien implizieren lange Rechenzeiten, in diesem Fall kann etwa 1 Minute aufgewendet werden.

Wenn die Annehmen-Schaltfläche gedrückt wird, werden Plots durchgeführt (siehe Plot-ArbeitsbereichDokumentation) und ein Kalkulationsblatt generiert (siehe Tabellenkalkulation Arbeitsbereich Dokumentation).

Hydrostatik Kurven.
Hydrostatik Kurven.
Hydrostatik Kurven.

Weiter lernen

Das FreeCAD Schiff s60 Tutorium (II) ist das zweite Kapitel der Series 60 von der Iowa Universität Schiff.

Retrieved from "http://wiki.freecad.org/index.php?title=FreeCAD-Ship_s60_tutorial/de&oldid=1312347"