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，用兩個或兩個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)。這是因為在船體肋骨的型線圖中，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，其出發(fā)點之一是使腹板12’與所在位置的外板肋骨線21’盡量成直角。直線法的缺點是使用范圍比較窄；折線法的缺點是：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’在折點處相互錯開，產(chǎn)生剪刀現(xiàn)象。若前后兩段外板縱骨1’在與折角點相鄰的兩個強框架上的相對扭轉(zhuǎn)角度大于或等于15°時，為避免這兩段外板縱骨1’的腹板12’和面板相交過長，則在折點處需設(shè)置一個三角板以連接前后兩段外板縱骨1’。如果一根外板縱骨1’存在多個在兩個相鄰強框上的相對扭轉(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需放一定的余量，待現(xiàn)場裝配時再修割實配，因此又增加了大量的現(xiàn)場實配工作量，施工工人很有意見。

另外，采用直線法或折線法排布外板縱骨1’時，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)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’的強度有兩個重要技術(shù)指標，一個是腹板12’的剖面面積，另一個是外板縱骨1’的剖面模數(shù)，這兩個指標均與外板縱骨1’間距成正比關(guān)系。因此，在對某根外板縱骨1’做強度計算時，應(yīng)選定間距最大值做為該外板縱骨1’的計算間距，求取上述兩個技術(shù)指標的值，并與擬選用外板縱骨1’的實際值進行比較，以判斷是否滿足規(guī)范要求。由于強度計算時需要選取外板縱骨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，強度冗余過大，不夠經(jīng)濟，也增加了船體的自重，相應(yīng)地載貨量也小了。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(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)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

一種船體曲面外板縱骨的排布方法，其特點在于，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)件為基準分別向其兩側(cè)按照等弧長劃分船體肋骨并形成若干個縱骨軌跡線；

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，所述弧長的長度為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，所述第一縱骨點與所述縱向主要構(gòu)件之間的所述船體肋骨的長度為l，若干個所述第一縱骨點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，所述第二縱骨點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度為l，若干個所述第二縱骨點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，所述第n縱骨點與相鄰所述縱骨軌跡線之間的所述船體肋骨的長度為l，若干個所述第n縱骨點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、若干個加強肘板，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1度/米。

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

本發(fā)明的積極進步效果在于：

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

附圖說明

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)明較佳實施例的船體曲面外板型線圖。

附圖標記說明：

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111，第二縱骨點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

具體實施方式

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

在對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。對于一般民用船舶，由于機艙布置在尾部，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、尾的肋骨線型來說，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)向強度，大約在高度中間位置會增加一根舷側(cè)縱桁3?？梢赃x擇舷側(cè)縱桁3為參照對象進行外板縱骨1的排布。

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

在該步驟中，若干個船體肋骨21均與舷側(cè)縱桁3之間交叉相連接，弧長的長度為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111，第一縱骨點111與舷側(cè)縱桁3之間的船體肋骨21的長度為l，若干個第一縱骨點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112，第二縱骨點112與其中第一條縱骨軌跡線11之間的船體肋骨21的長度為l，若干個第二縱骨點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，第n縱骨點與相鄰縱骨軌跡線11之間的船體肋骨21的長度為l，若干個第n縱骨點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?shù)某潭葏⒓哟w梁總縱彎曲。因此，若干個縱骨軌跡線11在船體肋骨21的型線圖和外板2的展開圖上均需要光順。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1度/米。

外板縱骨1包括有面板13、腹板12、若干個加強肘板(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，加強肘板連接于面板13、腹板12、外板2，加強外板縱骨1的結(jié)構(gòu)強度。

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需要進行扭曲。沿腹板12的長度方向上腹板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1度/米?？梢岳脵M向強框來扭轉(zhuǎn)外板縱骨1，是因為橫向強框是板架結(jié)構(gòu)，一般為鋼板加裝加強筋，橫向強框上可以設(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框固定連接，利用切口的角度和方向來控制外板縱骨1的角度。保證兩個橫向強框之間腹板12的相對扭轉(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)明的具體實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，這僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實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)明的保護范圍。