專利名稱：內(nèi)外雙殼型船密集曲劣縱骨結(jié)構(gòu)線的設(shè)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶制造領(lǐng)域，特別是涉及一種內(nèi)外雙殼型船密集曲劣縱骨結(jié)構(gòu)線的設(shè)置方法。
背景技術(shù)：
船舶的縱骨結(jié)構(gòu)是船體最主要的構(gòu)架之一，縱骨結(jié)構(gòu)線設(shè)置的合理與否，關(guān)系到船舶整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力強(qiáng)度。某型船是滬東中華造船(集團(tuán))有限公司建造的特種用途船，雙殼雙線型的船體其縱骨密集，呈多向曲劣，如處理不當(dāng)，不僅影響到船體抗拉強(qiáng)度，還會給實(shí)際生產(chǎn)帶來困難。 按原生產(chǎn)設(shè)計(jì)方案在建造過程中會形成上萬根與內(nèi)外殼縱骨之間銜接的加強(qiáng)筋連接板折角、分段縱骨穿孔位多變，分段大接頭縱骨錯位。大大增加加工、裝配、船臺的工作量。如不作設(shè)計(jì)改進(jìn)，將影響到整個船舶生產(chǎn)周期并增加生產(chǎn)成本。內(nèi)外雙殼體船密集型曲劣縱骨的特性，使該型船的縱骨結(jié)構(gòu)線設(shè)置有較大的難度，需要考慮多種因素，既要考慮縱骨布局的合理性，又要考慮如何降低縱骨多向曲劣對加工裝配的影響，使之具備可操作性與適應(yīng)性。由于缺乏大型內(nèi)外雙殼密集型曲劣縱骨結(jié)構(gòu)船舶的建造經(jīng)驗(yàn)及生產(chǎn)工藝參考，在實(shí)際縱骨結(jié)構(gòu)線設(shè)置的生產(chǎn)工藝制定時，又必須與現(xiàn)有的公司設(shè)備，加工工藝流程相匹配。 為此決定成立技術(shù)攻關(guān)小組針對曲劣縱骨結(jié)構(gòu)線的設(shè)置進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。經(jīng)過審圖分析，需要解決以下幾個方面的難題結(jié)構(gòu)線環(huán)節(jié)主要是解決縱骨走向定位問題，在縱骨調(diào)整環(huán)節(jié)主要解決多向曲劣問題。在分段對接環(huán)節(jié)主要解決錯位縱骨銜接問題，針對特殊性船舶線型曲劣變化大、縱骨扭曲的特殊性，必須找出與常規(guī)船舶不同的方法，先簡后繁解決內(nèi)外殼縱骨多向曲劣難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種內(nèi)外雙殼型船密集曲劣縱骨結(jié)構(gòu)線的設(shè)置方法，能夠縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，與生產(chǎn)部門的設(shè)備能力、生產(chǎn)工藝、加工裝配方法匹配，確保船體建造成型后的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種內(nèi)外雙殼型密集曲劣縱骨結(jié)構(gòu)線的設(shè)置方法，特點(diǎn)是包括如下步驟 ①投影重疊法，調(diào)整縱骨走向，修正連接板之間的折角因原內(nèi)外殼線型的曲率變化不同，使得船體外殼體縱骨與內(nèi)殼體縱骨連接結(jié)構(gòu)走向呈多向趨勢，連接內(nèi)外縱骨的兩端不在同一層面上，其結(jié)果是內(nèi)外縱骨加強(qiáng)板異向走勢多向折角連接受力不均，降低了船體結(jié)構(gòu)的受力強(qiáng)度，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。為此必須尋求合適的內(nèi)外縱骨走向，以確保連接板銜接受力的均衡性與正確性，根據(jù)設(shè)計(jì)要求只有當(dāng)內(nèi)外縱骨走勢趨于相同的情況下，才能改變連接板的多向折角情況，為此必須觀察與梳理曲率縱骨，目的是將多向曲率縱骨改變?yōu)閱蜗蚯士v骨。
②區(qū)域分解法，不同區(qū)域的縱骨采用不同的定位方法因船體各區(qū)域的線型級差與曲率勢是不同的，該型船大量的縱骨在空間形成三向扭曲。使得每個肋板的縱骨穿孔定位都不同，這一不確定因素存在，使得建模放樣裝配增加了難度，更主要的是扭曲縱骨球扁鋼規(guī)格達(dá)P240*12以上，無法加工。如在現(xiàn)場裝配校正難度大。即費(fèi)工費(fèi)時，同時影響整個船舶建造進(jìn)程與質(zhì)量。為此必須根據(jù)各個區(qū)域的線型與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)作出有效的區(qū)分，采取不同的處理方法，化繁為簡達(dá)到消除縱骨多向扭曲的目的。 ③縱骨夾角修正方法，各分段分別修正縱骨對接錯位由于內(nèi)外殼船體線型的差異，造成分段合攏的縱骨錯位，必需對各分段艏艉端的縱骨走向進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)各個段的縱骨結(jié)構(gòu)線走向特點(diǎn)對具有不同朝向的扭曲縱骨進(jìn)行角度調(diào)整。使得分段縱骨對接錯位問題給予解決，而縱骨規(guī)格大(H240*12)曲率度大，實(shí)際校正有難度。船體各區(qū)域分解方法處理縱骨定位，縱骨夾角修正方法處理分段對接錯位，能夠保證各分段銜接的正確性、合理性， 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。上述步驟① ③具體實(shí)施方法如下
1、投影重疊法定出船體內(nèi)外殼縱骨結(jié)構(gòu)線走向
首先是針對底部的曲率線型區(qū)域，把內(nèi)殼肋骨線光順后的線型重疊在已排列好結(jié)構(gòu)線的外殼線型圖上，將外殼線型圖上的縱骨結(jié)構(gòu)線的寬度、高度投影點(diǎn)分別投影至對應(yīng)的內(nèi)殼線型圖上，得到各個交點(diǎn)，再把各點(diǎn)攀連成光順的曲線，即為內(nèi)殼上的縱骨結(jié)構(gòu)線；
對內(nèi)外殼各縱骨結(jié)構(gòu)線之間的間距進(jìn)行檢測，按規(guī)范控制在600mm--650mm范圍內(nèi)，如大于650mm或者小于600mm作適當(dāng)調(diào)整，必要時可增加一檔縱向結(jié)構(gòu)線； 將調(diào)整后的縱骨寬度或高度數(shù)據(jù)反饋到外殼線型圖上；
2、不同區(qū)域的劃分與縱骨定位
根據(jù)船體縱骨分布特點(diǎn)，將整個船體分成四大區(qū)域
以縱桁材Ll - L18向船腫部位為第一區(qū)域，以水線5米2的向上部位為第二區(qū)域，以縱桁材L19到水線5米2以下為第三區(qū)域，從168#-182#肋骨之間為第四區(qū)域， 縱骨定位具體做法如下
第一區(qū)域船體內(nèi)外殼縱骨由原設(shè)計(jì)垂直外板改為內(nèi)外殼縱骨垂直于基線，以基線為基準(zhǔn)，設(shè)定縱骨位置開孔；
第二區(qū)域船體內(nèi)殼與外殼的縱骨因在不同的高度線上，為此采取縱骨垂直于值剖線的方法，使縱骨穿孔定位正確；
第三區(qū)域船體內(nèi)殼和外殼的縱骨以各個分段為單位，分別垂直各自分段的肋骨檢驗(yàn)線，然后以肋骨檢驗(yàn)線為中心作平行線，求取各分段的縱骨的定位角度；
第四區(qū)域采取逐步方法將縱骨有平行于基線過渡到垂直于外板來處理 首先測算出從垂直或平行基線到垂直外板要過渡多少角度以及該區(qū)域有多少肋骨， 將測算到的角度平均分配給每檔肋骨，并置于肋骨線型圖上，讀取數(shù)值，輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，作為肋板縱骨開孔方向的依據(jù)，最終達(dá)到縱骨安裝定位位置。3、對各分段大接頭處的縱骨錯位糾正，采取以下方法解決
1)分別求取兩個相鄰分段的縱骨與基線的夾角的度數(shù)，當(dāng)夾角的度數(shù)小于10度時，將大的角度減去小的角度得到的差數(shù)再除以二得到的度數(shù)；
2)兩個相鄰對接分段分別稱為AB分段，當(dāng)分段大接頭靠近A分段肋板處，則該分段大接頭處的縱骨角度不變，只要將B分段處的縱骨角度預(yù)先調(diào)整到與A分段縱骨角度相同即可，同樣能確保AB分段的合攏對接；
3) 當(dāng)分段大接頭在靠近B分段肋板處，則該肋板上的縱骨穿孔的開孔角度可不按 A分段的縱骨開孔角度，可參照B分段上的縱骨穿孔角度確定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
1、投影重疊法通過垂直投影，使內(nèi)外殼體各肋骨的結(jié)構(gòu)點(diǎn)定位在同一寬值上，使船體內(nèi)外殼縱骨結(jié)構(gòu)線的走向調(diào)整到一致，改變因縱骨多向曲劣趨勢造成的連接板折角狀況， 增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。2、區(qū)域分解法通過四個區(qū)域設(shè)置，各分段檢驗(yàn)肋骨設(shè)置，確定縱骨穿孔定位，起到化繁為簡消除縱骨多向曲率目的。3、縱骨夾角修正法通過夾角修正方法消除分段縱骨對接錯位，使分段對接受力點(diǎn)均衡。4、確保船體結(jié)構(gòu)線設(shè)置的正確性合理性，能夠縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，能夠與生產(chǎn)部門的設(shè)備能力、生產(chǎn)工藝、加工裝配方法匹配，能夠確保船體建造成型后的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，符合設(shè)計(jì)要求與成型質(zhì)量。


圖1是船體內(nèi)外殼線型的底部區(qū)域縱骨結(jié)構(gòu)線示意2-1是船體內(nèi)外殼縱骨走向的立體效果圖
圖2-2是本發(fā)明調(diào)整后船體內(nèi)外殼縱骨走向的立體效果3是本發(fā)明船體結(jié)構(gòu)線基本布置的區(qū)域分解4是本發(fā)明船體分段肋骨檢驗(yàn)線5是本發(fā)明船體分段縱骨夾角修正立體6是本發(fā)明船體分段縱骨夾角處理定位圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施實(shí)例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。一種內(nèi)外雙殼型船密集曲劣縱骨結(jié)構(gòu)線的設(shè)置方法，特點(diǎn)是包括如下步驟
1、投影重疊法定出船體內(nèi)外殼縱骨結(jié)構(gòu)線走向請先參閱圖1、圖2-1，圖2-2，首先是針對船體底部的曲率線型區(qū)域，把內(nèi)殼肋骨線光順后的線型重疊在已排列好結(jié)構(gòu)線的外殼線型圖上，將外殼線型圖上的縱骨結(jié)構(gòu)線的寬度、高度投影點(diǎn)分別投影至對應(yīng)的內(nèi)殼線型圖上，得到各個交點(diǎn)，再把各點(diǎn)攀連成光順的曲線，即為內(nèi)殼上的縱骨結(jié)構(gòu)線。完成上述步驟后需對船體內(nèi)外殼各縱骨結(jié)構(gòu)線之間的間距進(jìn)行檢測(按規(guī)范控制在600mm--650mm 范圍內(nèi)，如大于650mm或者小于600mm作適當(dāng)調(diào)整，必要時可增加一檔船體縱向結(jié)構(gòu)線)。將調(diào)整后的縱骨寬度或高度數(shù)據(jù)反饋到外殼線型圖上。反復(fù)調(diào)整直至內(nèi)外縱骨結(jié)構(gòu)線趨于一致。經(jīng)實(shí)際檢測結(jié)果，采用重疊法基本上使船體內(nèi)外縱骨走向一致，改變了縱骨多向曲劣的狀況。同時消除了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)連接板的折角，減少了加工裝配的工作物量。
2、不同區(qū)域的劃分與縱骨定位某型船是按照特殊船舶縱骨架式設(shè)計(jì)的，其縱向構(gòu)架密集，按設(shè)計(jì)要求在底部以上、舷部以下結(jié)合區(qū)域，縱骨材必須垂直外板。由于該區(qū)域的船體內(nèi)外殼體線型曲率變化大的特殊性，上下端的級差區(qū)別導(dǎo)致了該區(qū)域的縱骨材多向扭曲。盡管 以往公司建造的單殼體船舶因線型曲率變化，同樣也存在多向扭曲，但由于縱骨材規(guī)格小(一般球扁鋼規(guī)格在P60*5—P80*6之間)，裝配校正可以解決。而現(xiàn)在此型船是一艘大型的特殊用途船，大部分縱骨在P240*12之間，裝配校正有困難。為此決定采用區(qū)域分解方法來解決縱骨多向曲劣難題。根據(jù)各個區(qū)域的縱骨分布特點(diǎn)，如圖3所示，將整個船體線型分成四大區(qū)域，其目的是化繁為簡，將原來的三向扭曲化解為二向彎曲，將原來的二向彎曲化解成單向彎曲，達(dá)到消除多向曲率目的。船高度與寬度值是不斷變化的，本實(shí)施例中具體做法如下
第一區(qū)域以Ll - L18縱桁材向船腫部位的內(nèi)外殼縱骨由原設(shè)計(jì)垂直外板改為內(nèi)外殼縱骨垂直基線以基線為基準(zhǔn)，設(shè)定縱骨位置開孔，使其簡便具有可操作性。第二區(qū)域以水線5米2 (即5200平臺)向上部位的內(nèi)外殼縱骨原設(shè)計(jì)在不同高度線上，勢必造成舷側(cè)縱骨呈扭曲現(xiàn)象，現(xiàn)改為垂直于直剖線，使得縱骨穿孔定位正確、裝配簡便。第三區(qū)域以L19縱桁材到5200平臺以下的船體內(nèi)外殼縱骨以各分段為單位分別垂直于各自分段的檢驗(yàn)肋骨線(見圖4)，然后以檢驗(yàn)線為中心作平行線求取各分段的縱骨定位角度。第四區(qū)域從168#_182#肋骨之間由于內(nèi)外殼線型級差變化大，如果仍然采用內(nèi)外殼縱骨垂直或平行于基線的處理方法。顯然無法解決縱骨曲劣難題，所以必須采取逐步過渡方法將縱骨過渡到垂直外板來處理。該區(qū)域的縱骨多向扭曲趨勢是客觀存在的，如何減小其多向扭曲，使之既不影響性能結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又能達(dá)到多向扭曲不加工的目的，對此我們采用了逐步過渡法則來化解或減小縱骨的扭曲度。采用逐步過渡法首先要測算出從垂直或平行基線到垂直外板要過渡多少角度以及該區(qū)域有多少肋骨，將測算到的角度平均分配給每檔肋骨，并置于肋骨線型圖上，讀取數(shù)值，輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理。作為肋板縱骨開孔方向依據(jù)最終達(dá)到縱骨安裝位置。船體分成四個區(qū)域，縱骨采用不同的垂直方法，達(dá)到了按船體內(nèi)外線型的特征化繁為簡，消除縱骨扭曲目的。3、分段大接頭處的縱骨錯位夾角處理
通過上述分解處理后，第一第二區(qū)域內(nèi)的內(nèi)外縱骨已全部消除多向扭曲狀況，第三區(qū)域雖然也消除多向扭曲問題，但因縱骨是分別垂直于各級分段的檢驗(yàn)肋骨線，故各分段的縱骨夾角是不同的。形成了各個分段合攏時大接頭處的縱骨錯位，為此我們采取了多種解決方法，請參閱圖5。(1)分別求取兩個相鄰分段的縱骨與基線夾角度數(shù)，在小于10度的情況下可將大的角度減去小的角度得到的差數(shù)再除以二得到的度數(shù)。(2)AB分段為兩個相鄰對接分段，如果分段大接頭靠近A分段肋板處，則該分段大接頭處的縱骨角度不變，只要將B分段處的縱骨角度預(yù)先調(diào)整到與A分段縱骨角度相同即可，同樣能確保AB分段的合攏對接。
(3)若分段大接頭在靠近B分段肋板處，則該肋板上的縱骨穿孔的開孔角度可不按A分段的縱骨開孔角度，可參照B分段上的縱骨穿孔角度，這就使A分段大接頭處的肋板縱骨穿孔角度與B分段縱骨角度合理，合攏時吻合。

以上三種處理方法應(yīng)視分段所在部位的實(shí)際情況而定。實(shí)踐證明，本發(fā)明與公司的現(xiàn)有設(shè)備、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)工藝相匹配，并簡化了加工裝配程序，提高工效達(dá)30%以上，同時提高了船舶的建造質(zhì)量，有效地改善了生產(chǎn)工況條件與安全作業(yè)環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)外雙殼型船密集曲劣縱骨結(jié)構(gòu)線的設(shè)置方法，其特征在于該方法包括如下步驟①投影重疊法，調(diào)整縱骨走向，修正連接板之間的折角；②區(qū)域分解法，不同區(qū)域的縱骨采用不同的定位方法；③縱骨夾角修正法，各分段分別修正對接錯位縱骨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外雙殼型船密集曲劣縱骨結(jié)構(gòu)線的設(shè)置方法，其特征在于步驟①具體實(shí)施方法如下投影重疊法定出內(nèi)外雙殼縱骨結(jié)構(gòu)線走向首先是針對船體底部區(qū)域的曲率線型，把內(nèi)殼肋骨線光順后的線型重疊在已排列好結(jié)構(gòu)線的外殼線型圖上，將外殼線型圖上的縱骨結(jié)構(gòu)線的寬度、高度投影點(diǎn)分別投影至對應(yīng)的內(nèi)殼線型圖上，得到各個交點(diǎn)，再把各點(diǎn)攀連成光順的曲線，即為內(nèi)殼上的縱骨結(jié)構(gòu)線；對內(nèi)外殼各縱骨結(jié)構(gòu)線之間的間距進(jìn)行檢測，按規(guī)范控制在600mm--650mm范圍內(nèi)，當(dāng)大于650mm或者小于600mm作適當(dāng)調(diào)整，必要時可增加一檔縱向結(jié)構(gòu)線；將調(diào)整后的縱骨寬度或高度數(shù)據(jù)再反饋到內(nèi)外殼線型圖上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外雙殼型船密集曲劣縱骨結(jié)構(gòu)線的設(shè)置方法，其特征在于步驟②具體實(shí)施方法如下不同區(qū)域的劃分與縱骨定位根據(jù)船體縱骨分布特點(diǎn)，將整個船體分成四大區(qū)域以縱桁材Ll - L18向船腫部位為第一區(qū)域，以水線5米2的向上部位為第二區(qū)域，以縱桁材L19到水線5米2以下為第三區(qū)域，從168#-182#肋骨之間為第四區(qū)域，縱骨定位具體做法如下第一區(qū)域內(nèi)外殼縱骨垂直于基線，以基線為基準(zhǔn)，設(shè)定縱骨位置開孔；第二區(qū)域內(nèi)殼與外殼的縱骨在不同的高度，設(shè)定縱骨垂直于值剖線，使縱骨穿孔定位正確；第三區(qū)域內(nèi)殼和外殼的縱骨以分段為單位分別法向垂直各自分段的肋骨檢驗(yàn)線，然后以肋骨檢驗(yàn)線為中心作平行線，求取各分段的縱骨的定位角度；第四區(qū)域采取逐步方法將縱骨平行于基線過渡到垂直外板來處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外雙殼型密集曲劣縱骨結(jié)構(gòu)線的設(shè)置方法，其特征在于步驟③具體實(shí)施方法如下對分段大接頭處的縱骨錯位，采取以下方法解決1)、分別求取兩個相鄰分段的縱骨與基線的夾角的度數(shù)，當(dāng)夾角的度數(shù)小于10度時， 將大的角度減去小的角度得到的差數(shù)再除以二得到的度數(shù)；2)、兩個相鄰對接分段分別稱為AB分段，當(dāng)分段大接頭靠近A分段肋板處，則該分段大接頭處的縱骨角度不變，將B分段處的縱骨角度預(yù)先調(diào)整到與A分段縱骨角度相同；當(dāng)分段大接頭靠近B分段肋板處，則該肋板上的縱骨穿孔的開孔角度參照B分段上的縱骨穿孔角度確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)外雙殼型密集曲劣縱骨結(jié)構(gòu)線的設(shè)置方法，包括步驟①投影重疊法，調(diào)整縱骨走向，修正連接板之間的折角；②區(qū)域分解法，不同區(qū)域的縱骨采用不同的定位方法；③縱骨夾角修正法，分段分別修正縱骨對接錯位。簡化了加工、裝配作業(yè)程序，提高了工效和船舶的建造質(zhì)量，有效地改善了生產(chǎn)工況條件與安全作業(yè)環(huán)境，為后續(xù)船建造提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。
文檔編號G06F17/50GK102346789SQ20111013617
公開日2012年2月8日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者徐衛(wèi), 曹云勇, ?？? 王俊靚, 謝戎 申請人:滬東中華造船(集團(tuán))有限公司