本發(fā)明涉及一種船體曲面外板縱骨的排布方法。

背景技術(shù)：

目前，對(duì)于船體曲面外板上縱骨的排布方法主流有兩種：直線法和折線法。在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖1、圖2、圖3和圖4所示，圖1為在船體的中部用與船長(zhǎng)垂直的平面剖切船體得到的橫剖面，直線法是用垂直于船體中橫剖面，且與水平面成一定夾角的平面剖切船體，該平面與船體外板2’的交線，亦稱外板縱骨軌跡線11’，外板縱骨軌跡線11’在船體肋骨的型線圖上的投影為直線，外板縱骨1’即沿該直線排布。折線法是直線法的延伸，用兩個(gè)或兩個(gè)以上的垂直于中橫剖面，且與水平面成不同夾角的平面剖切船體，這些平面與船體外板2’的交線在船體肋骨的型線圖上的投影成折線形式。直線法比較適合于外板平直區(qū)域或曲度變化不大的區(qū)域，對(duì)于曲度變化較大的首尾區(qū)域，則必須使用折線法。

雖然直線法或折線法得出的外板縱骨軌跡線11’，在船體肋骨的型線圖上的投影均為直線段，但這并不意味著外板縱骨1’的腹板12’也在上述剖切船體的平面內(nèi)。這是因?yàn)樵诖w肋骨的型線圖中，自外板肋骨線21’與外板縱骨軌跡線11’的交點(diǎn)作該外板肋骨線21’的切線，該切線與外板縱骨軌跡線11’的交角不一定滿足協(xié)同結(jié)構(gòu)規(guī)范(即：hcsr規(guī)范)不小于75°的要求，外板縱骨1’的腹板12’不可能與外板縱骨軌跡線11’在同一平面內(nèi)。排布外板縱骨1’時(shí)，其出發(fā)點(diǎn)之一是使腹板12’與所在位置的外板肋骨線21’盡量成直角。直線法的缺點(diǎn)是使用范圍比較窄；折線法的缺點(diǎn)是：在外板縱骨1’折彎處，因前后兩段外板縱骨1’扭轉(zhuǎn)角度不一樣，導(dǎo)致前后兩段外板縱骨1’在折點(diǎn)處相互錯(cuò)開(kāi)，產(chǎn)生剪刀現(xiàn)象。若前后兩段外板縱骨1’在與折角點(diǎn)相鄰的兩個(gè)強(qiáng)框架上的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角度大于或等于15°時(shí)，為避免這兩段外板縱骨1’的腹板12’和面板相交過(guò)長(zhǎng)，則在折點(diǎn)處需設(shè)置一個(gè)三角板以連接前后兩段外板縱骨1’。如果一根外板縱骨1’存在多個(gè)在兩個(gè)相鄰強(qiáng)框上的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角度大于或等于15°的情況，則就需要設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的三角板。增加這些連接外板縱骨1’的三角板，降低了船廠的生產(chǎn)效率。況且這些三角板制做時(shí)需放一定的余量，待現(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)再修割實(shí)配，因此又增加了大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)配工作量，施工工人很有意見(jiàn)。

另外，采用直線法或折線法排布外板縱骨1’時(shí)，外板肋骨線21’上的外板縱骨1’間距(兩外板縱骨1’間的外板肋骨線21’舷長(zhǎng))是不相等的。根據(jù)協(xié)同結(jié)構(gòu)規(guī)范，考量外板縱骨1’的強(qiáng)度有兩個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，一個(gè)是腹板12’的剖面面積，另一個(gè)是外板縱骨1’的剖面模數(shù)，這兩個(gè)指標(biāo)均與外板縱骨1’間距成正比關(guān)系。因此，在對(duì)某根外板縱骨1’做強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)選定間距最大值做為該外板縱骨1’的計(jì)算間距，求取上述兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)的值，并與擬選用外板縱骨1’的實(shí)際值進(jìn)行比較，以判斷是否滿足規(guī)范要求。由于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)需要選取外板縱骨1’間距的最大值，因此，選取的外板縱骨1’尺寸在間距小的位置，強(qiáng)度冗余過(guò)大，不夠經(jīng)濟(jì)，也增加了船體的自重，相應(yīng)地載貨量也小了。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有船體曲面外板的縱骨排布效率低，增加結(jié)構(gòu)重量等缺陷，提供一種船體曲面外板縱骨的排布方法。

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題：

一種船體曲面外板縱骨的排布方法，其特點(diǎn)在于，其包括以下步驟：

步驟1、選定一縱向主要構(gòu)件；

步驟2、以所述縱向主要構(gòu)件為基準(zhǔn)分別向其兩側(cè)按照等弧長(zhǎng)劃分船體肋骨并形成若干個(gè)縱骨軌跡線；

步驟3、根據(jù)所述縱骨軌跡線安裝外板縱骨，且所述外板縱骨的腹板與外板之間的夾角不小于75度，所述外板縱骨的扭轉(zhuǎn)角度不超過(guò)1度/米。

較佳地，在步驟1中，所述縱向主要構(gòu)件為縱桁或者縱艙壁。

較佳地，在步驟2中，若干個(gè)所述船體肋骨均與所述縱向主要構(gòu)件之間交叉相連接，所述弧長(zhǎng)的長(zhǎng)度為l；

在每一所述船體肋骨上沿所述縱向主要構(gòu)件的同一側(cè)取一第一縱骨點(diǎn)，所述第一縱骨點(diǎn)與所述縱向主要構(gòu)件之間的所述船體肋骨的長(zhǎng)度為l，若干個(gè)所述第一縱骨點(diǎn)之間的連線形成有其中第一條所述縱骨軌跡線s1；

在每一所述船體肋骨上沿所述縱骨軌跡線s1的同一側(cè)取一第二縱骨點(diǎn)，所述第二縱骨點(diǎn)與所述其中一條所述縱骨軌跡線s1之間的所述船體肋骨的長(zhǎng)度為l，若干個(gè)所述第二縱骨點(diǎn)之間的連線形成有其中第二條所述縱骨軌跡線s2；

依次循環(huán)，在每一所述船體肋骨上取一第n縱骨點(diǎn)，所述第n縱骨點(diǎn)與相鄰所述縱骨軌跡線之間的所述船體肋骨的長(zhǎng)度為l，若干個(gè)所述第n縱骨點(diǎn)之間的連線形成有其中第n條所述縱骨軌跡線sn，n為大于或等于3的正整數(shù)。

較佳地，若干個(gè)所述縱骨軌跡線在所述船體肋骨的型線圖和所述外板的展開(kāi)圖上均光順。

較佳地，在步驟3中，所述外板縱骨與底邊艙斜板之間存有間隙。

較佳地，在步驟3中，橫向強(qiáng)框上設(shè)有切口，所述外板縱骨插入所述切口。

較佳地，所述外板縱骨包括有面板、腹板、若干個(gè)加強(qiáng)肘板，所述腹板的底部連接于所述外板，所述腹板的頂部連接于所述面板，所述加強(qiáng)肘板連接于所述面板、所述腹板、所述外板。

較佳地，在步驟3中，沿所述腹板的長(zhǎng)度方向上所述腹板的彎曲角度為所述外板縱骨的扭轉(zhuǎn)角度，所述腹板的彎曲角度不超過(guò)1度/米。

在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：

本發(fā)明的船體曲面外板縱骨的排布方法，外板縱骨沒(méi)有彎折，縱骨軌跡線沒(méi)有尖點(diǎn)，有利于力的有效傳遞，且無(wú)需過(guò)渡三角板，省去了現(xiàn)場(chǎng)修割實(shí)配時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率；同時(shí)，外板縱骨之間間距相等，尺寸比較經(jīng)濟(jì)，既節(jié)省了材料費(fèi)用，又減輕了船舶自重，且滿足規(guī)范要求。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的船體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)的外板縱骨軌跡線及外板肋骨線的示意圖。

圖3為現(xiàn)有技術(shù)的外板縱骨及外板肋骨線的示意圖。

圖4為現(xiàn)有技術(shù)的船體的外板縱骨的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施例的船體曲面外板縱骨的排布方法的流程圖。

圖6為本發(fā)明較佳實(shí)施例的船體的部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明較佳實(shí)施例的外板肋骨線及舷側(cè)縱桁的示意圖。

圖8為本發(fā)明較佳實(shí)施例的船體曲面外板型線圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

外板縱骨1’，外板縱骨軌跡線11’，腹板12’

船體外板2’，外板肋骨線21’

外板縱骨1，縱骨軌跡線11，第一縱骨點(diǎn)111，第二縱骨點(diǎn)112

腹板12，面板13

外板2，船體肋骨21

舷側(cè)縱桁3

底邊艙斜板4，底邊艙斜板軌跡線41

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例的方式并結(jié)合附圖來(lái)更清楚完整地說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

在對(duì)船體曲面外板縱骨排布之前，需要先分析外板的曲度變化情況。對(duì)于一般民用船舶，由于機(jī)艙布置在尾部，螺旋槳安裝在船尾，因此尾部的線型變化比首部的要大得多，亦即外板的曲度變化尾部比首部大得多。就首、尾的肋骨線型來(lái)說(shuō)，尾部肋骨線是下部比上部變化大，而首部的肋骨線則是上下變化都比較平緩。本發(fā)明的船體曲面外板縱骨的排布方法就以尾部區(qū)域的曲面外板縱骨排布為例，首部區(qū)域曲面外板縱骨排布也可參照本發(fā)明的船體曲面外板縱骨的排布方法進(jìn)行操作。

如圖5、圖6、圖7和圖8所示，本發(fā)明的船體曲面外板縱骨的排布方法，其包括如下步驟：

步驟101、選定一縱向主要構(gòu)件。

在該步驟中，對(duì)于船體的尾部區(qū)域，曲面外板縱骨排布主要是指尾貨艙及其前后區(qū)域。自機(jī)艙至船尾的曲面外板，其上的結(jié)構(gòu)主要是橫骨架式，橫骨架式的主要結(jié)構(gòu)為船體肋骨21，只有頂部一小塊區(qū)域是縱骨架式，縱骨架式區(qū)域的外板曲度也不大。根據(jù)船體肋骨21的肋骨型線圖，在肋骨型線圖中繪制主要構(gòu)件的軌跡線，將尾部曲面外板上的主要構(gòu)件反映到肋骨型線圖上。

其中，選定的縱向主要構(gòu)件可以為縱桁或者縱艙壁?？v向主要構(gòu)件的位置是固定的，不能隨意變更。在尾貨艙區(qū)域的底邊艙斜板4扁而高，為了增加底邊艙斜板4的側(cè)向強(qiáng)度，大約在高度中間位置會(huì)增加一根舷側(cè)縱桁3?？梢赃x擇舷側(cè)縱桁3為參照對(duì)象進(jìn)行外板縱骨1的排布。

步驟102、以縱向主要構(gòu)件為基準(zhǔn)分別向其兩側(cè)按照等弧長(zhǎng)劃分船體肋骨21并形成若干個(gè)縱骨軌跡線11。

在該步驟中，若干個(gè)船體肋骨21均與舷側(cè)縱桁3之間交叉相連接，弧長(zhǎng)的長(zhǎng)度為l。在每一船體肋骨21上沿舷側(cè)縱桁3的同一側(cè)取一第一縱骨點(diǎn)111，第一縱骨點(diǎn)111與舷側(cè)縱桁3之間的船體肋骨21的長(zhǎng)度為l，若干個(gè)第一縱骨點(diǎn)111之間的連線形成有其中第一條縱骨軌跡線11；在每一船體肋骨21上沿第一條縱骨軌跡線11的同一側(cè)取一第二縱骨點(diǎn)112，第二縱骨點(diǎn)112與其中第一條縱骨軌跡線11之間的船體肋骨21的長(zhǎng)度為l，若干個(gè)第二縱骨點(diǎn)112之間的連線形成有其中第二條縱骨軌跡線11；依次循環(huán)，在每一船體肋骨21上取一第n縱骨點(diǎn)，第n縱骨點(diǎn)與相鄰縱骨軌跡線11之間的船體肋骨21的長(zhǎng)度為l，若干個(gè)第n縱骨點(diǎn)之間的連線形成有其中第n條縱骨軌跡線11，n為大于或等于3的正整數(shù)。從而可以在外板2上得到一系列的縱骨軌跡線11。

根據(jù)協(xié)同結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定，連續(xù)的外板縱骨1可以相當(dāng)?shù)某潭葏⒓哟w梁總縱彎曲。因此，若干個(gè)縱骨軌跡線11在船體肋骨21的型線圖和外板2的展開(kāi)圖上均需要光順。如果存在明顯不光順情況，則必須回到肋骨型線圖中手工調(diào)整縱骨軌跡線11，直到該縱骨軌跡線11在船體肋骨21的型線圖和外板2的展開(kāi)圖上均光順為止。

步驟103、根據(jù)縱骨軌跡線11安裝外板縱骨1，且外板縱骨1的腹板12與外板2之間的夾角不小于75度，外板縱骨1的扭轉(zhuǎn)角度不超過(guò)1度/米。

外板縱骨1包括有面板13、腹板12、若干個(gè)加強(qiáng)肘板(圖中未示出)，腹板12的底部連接于外板2，腹板12的頂部連接于面板13，加強(qiáng)肘板連接于面板13、腹板12、外板2，加強(qiáng)外板縱骨1的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

根據(jù)協(xié)同結(jié)構(gòu)規(guī)范的要求，在橫剖面圖中，腹板12與外板2的交角不得小于75度，也就是腹板12與船體肋骨21之間的交角也不小于75度。由于曲面有線型變化，為保證腹板12與外板2交角不小于75度，外板縱骨1需要進(jìn)行扭曲。沿腹板12的長(zhǎng)度方向上腹板12的彎曲角度為外板縱骨1的扭轉(zhuǎn)角度。

為了保證腹板12的彎曲角度不超過(guò)1度/米?？梢岳脵M向強(qiáng)框來(lái)扭轉(zhuǎn)外板縱骨1，是因?yàn)闄M向強(qiáng)框是板架結(jié)構(gòu)，一般為鋼板加裝加強(qiáng)筋，橫向強(qiáng)框上可以設(shè)有切口，外板縱骨1插入切口，即腹板12插入切口并與橫向強(qiáng)框固定連接，利用切口的角度和方向來(lái)控制外板縱骨1的角度。保證兩個(gè)橫向強(qiáng)框之間腹板12的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角度不大于1度/米。

從工藝性方面考慮，如可裝配，可焊接和可清理等，根據(jù)縱骨軌跡線11安裝外板縱骨1時(shí)需要確定中止位置。底邊艙斜板4與外板2之間的交線形成有底邊艙斜板軌跡線41，在底邊艙斜板軌跡線41的部位是尖的，因此，外板縱骨1與底邊艙斜板4之間可以存有間隙，最上面的外板縱骨1不能布置得太高，太高了不僅會(huì)與底邊艙斜板4上的縱骨相碰，也不能施工，為了防止外板縱骨1過(guò)高而影響施工，外板縱骨1與底邊艙斜板軌跡線41應(yīng)有一定的距離。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這僅是舉例說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。