一種船舶曲面內(nèi)殼縱骨排布方法與流程

本發(fā)明涉及一種船舶曲面內(nèi)殼縱骨排布方法。

背景技術(shù)：

船舶是海上移動建筑物，為了保護(hù)海洋環(huán)境，防止船體由于某種意外原因破損后導(dǎo)致溢油流入大海，國際海事組織在SOLAS(國際人命安全公約)等公約中規(guī)定，船上用于裝載各種油品的油艙均應(yīng)進(jìn)行雙殼保護(hù)，即油艙與船體外殼之間應(yīng)以具有一定寬度的空艙或壓載水艙分隔開來。空船重量是考核船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)秀與否的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，因此，在設(shè)計(jì)中總是要想方設(shè)法減小構(gòu)件的尺度。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，如果在強(qiáng)框處設(shè)置連接構(gòu)件(如加強(qiáng)筋)將內(nèi)外殼縱骨有效地連接起來，可以達(dá)到減小縱骨尺寸的目的。強(qiáng)框處的加強(qiáng)筋能否有效地將內(nèi)外殼縱骨連接起來，取決于內(nèi)外殼縱骨的腹板是否在同一個(gè)平面內(nèi)。如果內(nèi)外殼縱骨的腹板不在同一平面內(nèi)，加強(qiáng)筋將不能很好地與之進(jìn)行連接，加強(qiáng)筋和其中一根縱骨的腹板之間將會錯(cuò)開，出現(xiàn)交角和剪刀現(xiàn)象。這時(shí)，只得將加強(qiáng)筋進(jìn)行扭曲或折彎，以便與縱骨腹板連接起來，這對現(xiàn)場施工來說是很不方便的。

為了減小水的阻力以達(dá)到提高航速和節(jié)約能源的目的，目前設(shè)計(jì)的船舶，其機(jī)艙和船尾的線型越來越瘦削，造成機(jī)艙空間越來越狹小。為了盡可能地節(jié)約機(jī)艙空間，對于中小型船舶，已將機(jī)艙區(qū)域的內(nèi)殼由平面改為曲面。由于內(nèi)、外殼均為曲面，且曲率不同，若采用常見的等弧長、等弦長等方式排布縱骨，在強(qiáng)框架處，因內(nèi)外殼對應(yīng)的縱骨，其腹板不在同一平面內(nèi)，如果仍采用加強(qiáng)筋將內(nèi)外殼縱骨連接起來，則加強(qiáng)筋與其中一根縱骨的腹板將會出現(xiàn)很嚴(yán)重的錯(cuò)開現(xiàn)象，給現(xiàn)場施工帶來很大困難。如何合理地排布機(jī)艙區(qū)域曲面內(nèi)殼縱骨以保證后續(xù)設(shè)計(jì)的合理性以及現(xiàn)場施工的方便性，便成了一項(xiàng)普遍性的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)中強(qiáng)框架處用于連接內(nèi)外殼縱骨的連接構(gòu)件容易發(fā)生扭曲的問題，提供了一種船舶曲面內(nèi)殼縱骨排布方法。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

本發(fā)明提供了一種船舶曲面內(nèi)殼縱骨排布方法，其包括如下步驟：

(1)對內(nèi)殼尾端和內(nèi)殼首端之間的各個(gè)強(qiáng)框處分別作橫剖面，所述橫剖面包括外板、外板縱骨及內(nèi)殼；

(2)在各個(gè)所述強(qiáng)框處，以所述外板縱骨的腹板與所述強(qiáng)框處的交點(diǎn)為起點(diǎn)作水平線，所述水平線與所述內(nèi)殼相交于一安裝點(diǎn)，經(jīng)所述安裝點(diǎn)作所述外板縱骨的腹板的平行線；所述水平線即為連接構(gòu)件與所述強(qiáng)框處的交線，所述安裝點(diǎn)即為內(nèi)殼縱骨在所述強(qiáng)框處的安裝位置，所述平行線的角度即為所述內(nèi)殼縱骨的腹板在所述強(qiáng)框處的安裝角度；

(3)以所述內(nèi)殼首端的強(qiáng)框處的橫剖面作為基準(zhǔn)橫剖面，將各個(gè)所述強(qiáng)框處的所述內(nèi)殼和所述安裝點(diǎn)正投影到所述基準(zhǔn)橫剖面上，將各個(gè)所述安裝點(diǎn)用曲線連接，即得內(nèi)殼縱骨軌跡線。

其中，所述強(qiáng)框處為本領(lǐng)域常規(guī)結(jié)構(gòu)，也稱強(qiáng)框架處或強(qiáng)結(jié)構(gòu)處，所述強(qiáng)框處較佳地為肋板或橫艙壁。

所述連接構(gòu)件為本領(lǐng)域常規(guī)結(jié)構(gòu)，所述連接構(gòu)件較佳地為加強(qiáng)筋。

本發(fā)明中，當(dāng)所述內(nèi)殼縱骨軌跡線不光順時(shí)，會造成內(nèi)殼縱骨的間距局部過大，在計(jì)算內(nèi)殼縱骨尺寸時(shí)產(chǎn)生浪費(fèi)，并造成現(xiàn)場安裝困難，故需進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；所述調(diào)整較佳地包括如下步驟：

(1)將所述內(nèi)殼縱骨軌跡線上的不光順安裝點(diǎn)在所述內(nèi)殼上移動直到所述內(nèi)殼縱骨軌跡線光順為止，移動后的所述不光順安裝點(diǎn)為新安裝點(diǎn)，所述不光順安裝點(diǎn)與所述新安裝點(diǎn)的高度差為H；所述新安裝點(diǎn)即為所述內(nèi)殼縱骨在所述強(qiáng)框處的新安裝位置；

(2)將經(jīng)所述不光順安裝點(diǎn)的所述水平線向所述新安裝點(diǎn)的方向垂直移動H，得到新水平線；以所述外板縱骨的腹板與所述外板的交點(diǎn)為圓心，以所述外板縱骨的腹板的高度為半徑作圓交所述新水平線于一新交點(diǎn)，所述新交點(diǎn)與所述圓心的連線即為所述外板縱骨的新安裝角度；自所述新水平線與所述內(nèi)殼的交點(diǎn)再作所述外板縱骨的腹板的新平行線，所述新平行線的角度即為所述內(nèi)殼縱骨的腹板在所述強(qiáng)框處的新安裝角度。

其中，所述光順為本領(lǐng)域常規(guī)定義，一般指所述內(nèi)殼縱骨軌跡線在所述基準(zhǔn)橫剖面上具有二階幾何連續(xù)性，不存在拐點(diǎn)和奇異點(diǎn)，且曲率變化均勻。

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(shí)例。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明將船體內(nèi)外殼縱骨通過連接構(gòu)件連接起來，可以減小縱骨的尺寸，進(jìn)而可達(dá)到減小船舶自重的目的，同時(shí)，本發(fā)明通過技巧性地排布曲面內(nèi)殼縱骨，使強(qiáng)框處用于連接內(nèi)外殼縱骨的連接構(gòu)件位于同一平面內(nèi)而不至發(fā)生扭曲，方便了后續(xù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的建模和現(xiàn)場施工。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的機(jī)艙區(qū)油艙布置示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的強(qiáng)框處的橫剖面示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的強(qiáng)框處的內(nèi)殼縱骨安裝示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的調(diào)整前的內(nèi)殼縱骨軌跡線示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的內(nèi)殼縱骨軌跡線的調(diào)整過程示意圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例1的調(diào)整后的內(nèi)殼縱骨軌跡線示意圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例1的內(nèi)殼肋骨型線圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(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。

一種船舶曲面內(nèi)殼縱骨排布方法，其包括如下步驟：

(1)對內(nèi)殼尾端和內(nèi)殼首端之間的各個(gè)強(qiáng)框處分別作橫剖面，所述橫剖面包括外板、外板縱骨及內(nèi)殼；

(2)在各個(gè)所述強(qiáng)框處，以所述外板縱骨的腹板與所述強(qiáng)框處的交點(diǎn)為起點(diǎn)作水平線，所述水平線與所述內(nèi)殼剖面相交于一安裝點(diǎn)，經(jīng)所述安裝點(diǎn)作所述外板縱骨的腹板的平行線；所述水平線即為連接構(gòu)件與所述強(qiáng)框處的交線，所述安裝點(diǎn)即為內(nèi)殼縱骨在所述強(qiáng)框處的安裝位置，所述平行線的角度即為所述內(nèi)殼縱骨的腹板在所述強(qiáng)框處的安裝角度；

(3)以所述內(nèi)殼首端的強(qiáng)框處的橫剖面作為基準(zhǔn)橫剖面，將各個(gè)所述強(qiáng)框處的所述內(nèi)殼和所述安裝點(diǎn)正投影到所述基準(zhǔn)橫剖面上，將各個(gè)所述安裝點(diǎn)用曲線連接，即得內(nèi)殼縱骨軌跡線；

(4)當(dāng)所述內(nèi)殼縱骨軌跡線不光順時(shí)，將所述內(nèi)殼縱骨軌跡線上的不光順安裝點(diǎn)在所述內(nèi)殼上移動直到所述內(nèi)殼縱骨軌跡線光順為止，移動后的所述不光順安裝點(diǎn)為新安裝點(diǎn)，所述不光順安裝點(diǎn)與所述新安裝點(diǎn)的高度差為H；所述新安裝點(diǎn)即為所述內(nèi)殼縱骨在所述強(qiáng)框處的新安裝位置；

(5)將經(jīng)所述不光順安裝點(diǎn)的所述水平線向所述新安裝點(diǎn)的方向垂直移動H，得到新水平線；以所述外板縱骨的腹板與所述外板的交點(diǎn)為圓心，以所述外板縱骨的腹板的高度為半徑作圓交所述新水平線于一新交點(diǎn)，所述新交點(diǎn)與所述圓心的連線即為所述外板縱骨的新安裝角度；自所述新水平線與所述內(nèi)殼的交點(diǎn)再作所述外板縱骨的腹板的新平行線，所述新平行線的角度即為所述內(nèi)殼縱骨的腹板在所述強(qiáng)框處的新安裝角度。

實(shí)施例1

以某15.8萬噸油船為例，該油船的油艙布置情況如圖1所示，左方為艉，右方為艏，由左到右、由上到下依次為油頭試驗(yàn)間、外板1、內(nèi)殼2、2號燃油艙、機(jī)修間、集控室、電工間和1號燃油艙，并且由左到右肋位編號依次增大；本例中肋位編號按本領(lǐng)域?qū)τ趶?qiáng)框處的常規(guī)命名進(jìn)行，其中FR代表Frame，即肋位，數(shù)字代表肋位編號。

在確定內(nèi)殼縱骨排布位置前，先按照本領(lǐng)域常規(guī)方法布置機(jī)艙外板縱骨，計(jì)算并選取外板縱骨的尺寸；其中，外板縱骨尺寸的計(jì)算根據(jù)國際船級社協(xié)會(IACS)的《散貨船油船協(xié)調(diào)版共同結(jié)構(gòu)規(guī)范》(《Common Structural Rules For Bulk Carriers and Oil Tankers》)進(jìn)行。

本例中的船舶曲面內(nèi)殼縱骨排布方法，其包括如下步驟：

(1)在內(nèi)殼2尾端起始點(diǎn)強(qiáng)框處4的FR21號肋位作橫剖面，將外板1、外板縱骨3及內(nèi)殼2等繪制在該橫剖面中，如圖2所示；選擇強(qiáng)框處4的肋位作橫剖面，是因?yàn)閺?qiáng)框處4有橫向結(jié)構(gòu)(如肋板等)，這些橫向結(jié)構(gòu)可以保證外板縱骨3的安裝位置和角度；

在該橫剖面中自外板縱骨3腹板與肋位的交點(diǎn)作水平線5，與內(nèi)殼2相交于一安裝點(diǎn)，經(jīng)所述安裝點(diǎn)作對應(yīng)的外板縱骨3腹板平行線；所述水平線5即為加強(qiáng)筋與肋位的交線，所述安裝點(diǎn)即為內(nèi)殼縱骨6在該肋位處的安裝位置，所述平行線即為內(nèi)殼縱骨6腹板在該肋位處的安裝角度，如圖3所示；其中，本例中外板縱骨3的編號為本領(lǐng)域?qū)τ谕獍蹇v骨3的常規(guī)命名，SL代表Side longitudinal，數(shù)字代表編號，例如圖3中由下至上依次為SL47、SL48、SL49、SL50、SL51和SL52號外板縱骨3；

(2)重復(fù)步驟(1)，在內(nèi)殼2尾端和內(nèi)殼2首端之間的各FR25、FR29、FR34、FR39、FR44、FR48、FR53和FR59號肋位分別作橫剖面，得出各肋位的內(nèi)殼縱骨6的安裝位置和安裝角度；

(3)取內(nèi)殼2首端處的FR59號肋位的橫剖面作為基準(zhǔn)橫剖面，將各強(qiáng)框處4的FR21、FR25、FR29、FR34、FR39、FR44、FR48、FR53號肋位的內(nèi)殼2和內(nèi)殼縱骨6的安裝點(diǎn)全部正投影到基準(zhǔn)橫剖面上，將內(nèi)殼2上對應(yīng)的內(nèi)殼縱骨6安裝點(diǎn)用曲線連接起來，該曲線即為內(nèi)殼縱骨6與內(nèi)殼2的交線，亦即內(nèi)殼縱骨軌跡線7，如圖4所示；其中，各垂直方向線段即為各肋位，由右至左依次為FR21、FR25、FR29、FR34、FR39、FR44、FR48、FR53和FR59號肋位；各水平方向線段即為各內(nèi)殼縱骨軌跡線7，其名稱為本領(lǐng)域?qū)τ趦?nèi)殼縱骨6的常規(guī)命名，IL代表Inner bottom longitudinal，數(shù)字代表編號，例如圖4中由下至上依次為IL47、IL48、IL49、IL50、IL51和IL52號內(nèi)殼縱骨軌跡線7；

(4)如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)殼縱骨6在基準(zhǔn)橫剖面上的軌跡線不光順，則需對該內(nèi)殼縱骨軌跡線7進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；如圖5所示，IL42-5號內(nèi)殼縱骨軌跡線7在FR48號肋位處有拐點(diǎn)，導(dǎo)致該內(nèi)殼縱骨軌跡線7不光順，此時(shí)可將不光順點(diǎn)在FR48號肋位的內(nèi)殼2上適當(dāng)移動，直到內(nèi)殼縱骨軌跡線7光順為止，量出移動前后兩點(diǎn)高度差H；

(5)在FR48橫剖面圖中，將在與IL42-5號內(nèi)殼縱骨軌跡線7對應(yīng)的SL42-5號外板縱骨3的腹板的水平線71向上移動H，得到新的水平線72，以SL42-5號外板縱骨3的腹板與外板1的交點(diǎn)為圓心，以SL42-5號外板縱骨3的腹板高度為半徑作圓交上述移動后的水平線72于一點(diǎn)，該點(diǎn)與圓心的連線即為SL42-5號外板縱骨3新的安裝位置；自移動后的水平線72與內(nèi)殼2的交點(diǎn)再作新的SL42-5號外板縱骨3的腹板的平行線，即為FR48號肋位上新的內(nèi)殼縱骨6安裝角度，如圖6所示。

(6)計(jì)算內(nèi)殼縱骨6的尺寸，在基準(zhǔn)橫剖面上繪制內(nèi)殼縱骨6剖面，得內(nèi)殼肋骨型線圖，以完整表達(dá)各肋位的縱骨信息，如圖7所示，其中由右至左依次為FR21、FR25、FR29、FR34、FR39、FR44、FR48、FR53、FR59號肋位，由下至上依次為IL32-1、IL32-5、IL32-6、IL32-7、IL32-8、IL32-9、IL-33、IL42-4、IL42-5、IL42、IL43、IL44、IL44-1、IL45、IL47、IL48、IL49、IL50、IL51、IL52號內(nèi)殼縱骨軌跡線7；

其中，內(nèi)殼縱骨尺寸的計(jì)算方法與外板縱骨尺寸類似，根據(jù)國際船級社協(xié)會的《散貨船油船協(xié)調(diào)版共同結(jié)構(gòu)規(guī)范》進(jìn)行。

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，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)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(shí)質(zhì)的前提下，可以對這些實(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。