在船舶建造过程中,复杂曲度船体外板的展开精度和辊压线的求取精度对板材成形质量以及后续加工过程的工作量起重要影响作用。考虑到水火弯板加工工艺特点和船体外板厚度普遍较大,对几何展开算法进行改进。采用有限单元化的思想,先将曲面离散成板条,再将板条离散成三角形平面进行近似展开和拼接。针对船体外板大厚度的特点,在展开之前将展开面从型表面偏移到中性层;针对水火弯板加工工艺特点,在板条拼接时消除板条间的重叠部分,保留间隙部分,以板条间的间隙作为水火加工时收缩的补偿量。为了实现展开的自动化,基于CATIA平台开发了船体外板展开软件。最后,采用实船分段对软件进行测试,并与TRIBON软件展开结果对比,验证了展开的精度。论文主要工作内容如下:(1)采用CATIA自带的VBA对CATIA软件进行二次开发,实现曲面信息数据的自动化提取。用户通过自定义输入曲面提取的三维数据点中的行数、列数以及板厚,自动获取CATIA模型中的边缘数据、曲面数据和肋位数据。(2)采用B样条曲面实现了对四边曲面的曲面重构,从而实现数据的插值和网格划分。对于三边曲面,将其中的一个端点看出“退化”边;对于五边板,将其中的两条边合并成一条边进行处理。(3)采用有限单元化的思想对船体外板进行展开。首先,将曲面离散成若干板条;其次,将板条单元化,用三角形平面代替曲面进行展开;最后,对板材的板条进行拼接,形成展开网格图,作为绘制展开图的依据。考虑到船体外板一般为大厚度板,在展开之前将展开面从型表面偏移到中性层;对于水火弯板加工收缩量的补偿,主要在板条拼接过程中通过消除板条间的重叠部分实现。算法的流程包括B样条曲面拟合、中性层偏移、基线求取、板条曲面划分、板条展开和板条拼接六个步骤。(4)研究了滚压线的提取方法,以外板边缘弯曲度最大的两条边作为辊压线的起始边,求取辊压线。最后,采用“保形映射”的思想,通过四次求取映射点来减少映射的形状误差和角度误差。(5)采用Visual Studio 2012平台中的C#语言,开发展开的计算软件。通过三种方法对展开结果进行精度分析:第一种是采用具有数学解析式的曲面(规则曲面)进行展开实验;第二种是采用实际的船体外板曲面(不规则曲面),将展开结果与TRIBON展开结果进行对比;第三种是通过生产试验,对展开结果进行验证。取首尾分段63块板进行展开,统计展开结果与TRIBON展开结果中相对应的每一条边的差值。结果表明,所有测试板的误差在1.0mm到1.8mm之间,最大误差不超过2mm,可以满足实际生产的需求。