一种船舶外板艏侧推孔的放样方法

技术领域

本发明属于船舶建造及设计领域，具体涉及一种船舶外板艏侧推孔的放样方法。

背景技术

随着经济全球化和世界贸易的繁荣发展，海运业也不断的发展壮大，随着港口船舶的流量和密度逐渐增加，为了提高通航的效率，因此对船舶的机动性、操纵性有了更高的要求。艏侧推设备的出现使这一问题得到了初步解决。很多大型船舶上都安装有侧推装置这样的辅助推进器。其中安装在艏部的侧推装置称为艏侧推。船舶在港口内操纵时，可以运用艏侧推使船舶在低速情况下方便转向和产生横向位移。同时在这些船舶在受限水域低速航行时艏侧推又可以用以克服“岸壁效应”和“船间效应”。

在生产设计中，需要基于详设公司提供的艏侧推开口线型图给出的型值数据，结合生产设计中实船的外板线型，对喇叭口和导流槽与外板连接的位置进行光顺过渡，尽可能的减少因为安装艏侧推设备造成的船体外表面不光顺而产生的阻力。同时在放样过程中，通过放样方法的优化，例如喇叭口曲面的选取，增加断口等方式来减少板材加工难度，进而可以提高零件加工后精度，减少后续现场研配的工作量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种船舶外板艏侧推孔的放样方法，旨在达到能够使艏侧推处的筒身与外板连接处线型光顺和流畅，及侧推孔尾部顺着水流方向的导流槽的光顺，可以有效的减小紊流和空泡带来阻力的目的，其所采用的技术方案是：

一种船舶外板艏侧推孔的放样方法，艏侧推由筒身、喇叭口、导流槽组成，筒身通过喇叭口与船舶外板连接，导流槽一端与喇叭口光顺过渡连接，导流槽宽度自与喇叭口连接这端向另一端逐渐变小。

确定筒身及喇叭口在船舶外板开孔放样的操作如下：

S1：在船舶外板上确定艏侧推开孔的范围，根据艏侧推的布置位置确定艏侧推的中心位置，根据设备图纸资料确定筒身直径大小，再根据艏侧推开口线型图给出的筒身与喇叭口连接处的型值数据，确定筒身和喇叭口连接处的交线A，将交线A所在斜平面定义为平面A，

其中，型值数据是筒身上下艏艉口处的半宽值和距基线高度值。

S2：将筒身所在的圆柱体进行24等分，每15度定义一个平面，此平面即为各个角度的法线面，再根据喇叭口向外扩展的角度，在各个法线面内做出延长线，在船体外板以外的位置确定一个平行于平面A的平面B，通过各个法线面剖切平面B，在平面B上求出各个法线面与平面B的交线，然后得出此交线与对应法线面上的喇叭口延长线的交点，在平面B上依次光顺连接各个交点，即为喇叭口延伸并与平面B相交的交线B。

S3：交线A和交线B对应连接后形成一个锥面，即为喇叭口所在曲面，各个法线面与交线A、交线B分别有交点，交线A和法线面形成的交点与交线B和法线面形成的交点相对应，将对应交点的连线视为直线。

S4：在艏侧推开孔的范围内，对水线和肋位线进行加密，此加密水线和加密肋位线是通过对外板水线和肋位线型值进行差值计算得出，然后求取范围内的加密水线、加密肋位线与对应法线面的交点，这些交点依次光顺连接后即为喇叭口与外板连接的实料线。

S5：将喇叭口整体分成多块板进行装配，避开内部加强结构位置进行断口，以交线A和交线B为内外两个边界，根据板厚求取中和轴后进行放样展开，每块板上标明法线、实料线、内部加强结构线及上下艏艉的位置线。

筒身与喇叭口的交线A为实料，设定焊接节点并开设坡口，坡口为全焊透坡口，每块板按交线A和交线B给出内外两道加工样板进行加工，在交线B一侧增加加工余量，每块板在断口处均添加加工余量。

筒身和喇叭口的开口放样确定后，导流槽的放样根据艏侧推开口线型图给出的线型，先确定中心线与水线的角度，在纵剖面上根据中心线向两侧近似等分得出导流槽的加密辅助线，辅助线所在的平面即为导流槽辅助面。

再根据艏侧推开口线型图给出的导流槽各个肋位处的线型作为参考，通过导流槽辅助面与肋位面剖切后得出交点，这些交点即为导流槽所在曲面上的点，对这些交点在导流槽辅助面及肋位面上进行光顺后即可得出导流槽曲面。

最后利用导流槽曲面剖切喇叭口所在锥面以求取交线，保证导流槽与喇叭口连接光顺过渡。

最终完成艏侧推孔的整体放样。

上述一种船舶外板艏侧推孔的放样方法，更近一步地，筒身为圆柱体，由钢板卷板加工处理，在圆柱体上标明艏艉上下位置线，在断口位置每一侧需添加加工余量，加工余量为80mm。

上述一种船舶外板艏侧推孔的放样方法，更近一步地，步骤S5中每块板在交线B一侧增加加工余量为100mm，每块板在断口处均添加加工余量为80mm。

上述一种船舶外板艏侧推孔的放样方法，更近一步地，导流槽整体呈水滴型。

上述一种船舶外板艏侧推孔的放样方法，更近一步地，当船舶外板上需安装多个艏侧推设备时，多个艏侧推之间设置有导流槽，导流槽两端与艏侧推光顺连接。

上述一种船舶外板艏侧推孔的放样方法，更近一步地，S5中将喇叭口整体分成三块板进行装配。

本发明的有益效果是：在艏侧推筒身与外板连接处的线型光顺和流畅，及侧推孔尾部顺着水流方向的导流槽的光顺，可以有效的减小紊流和空泡带来的阻力。提高此水滴形艏侧推孔结构的放样效率，降低加工难度，提高装配精度。

附图说明

图1是本发明的艏侧推线型侧视示意图；

图2是本发明的法线面24等分示意图；

图3是本发明的平面A及平面B示意图；

图4是本发明的交线A、交线B及实料线示意图；

图5是本发明的导流槽中心线及加密辅助结构线示意图；

图6是本发明的艏侧推的筒身与船舶外板连接结构示意图；

图7是本发明的艏侧推的筒身、导流槽、喇叭口与船舶外板连接结构示意图；

图8是本发明的艏侧推喇叭口在法线面内做出延长线示意图；

其中，1-导流槽、2-船舶外板、3-喇叭口、4-筒身、5-平面A、6-平面B、7-法线面、8-平面B与各个法线面的交线、9-导流槽中心线、10-加密辅助线。

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步说明。

一种船舶外板艏侧推孔的放样方法，如图1、6所示，艏侧推由筒身4、喇叭口3和导流槽1组成，筒身通过喇叭口与船舶外板2连接。

如图7所示，艏侧推装置为两个，艏艉一高一低布置，需对艏侧推在船舶外板上的开口进行放样，NO.1艏侧推的中心位于FR234,距基线3000mm；NO.2艏侧推的中心位于FR230,距基线2500mm，两个侧推中心连线与水平基线的夹角为11度。由于是两个侧推孔布置，因此侧推孔位置的结构不仅仅包括了筒身，艉部导流槽，筒身与外板连接的喇叭口，还包括了两个侧推孔之间的导流槽。

对No.1艏侧推、No.2艏侧推的依次进行开口放样，具体放样方法如下：

在船舶外板上确定艏侧推开孔的范围，根据艏侧推的布置位置确定艏侧推的中心位置，根据设备图纸资料确定筒身直径大小为1903mm，再根据艏侧推开口线型图给出的筒身与喇叭口连接处的型值数据，如图1所示，并确定筒身和喇叭口连接处的交线A，将交线A所在斜平面定义为平面A 5。

其中，型值数据是筒身上下艏艉口处的半宽值和距基线高度值。

根据艏侧推开口线型图给出的每个侧推喇叭口与筒身连接处的上下艏艉四个位置中的三点半宽值和距基线高度值，能够确定交线A所在的斜平面，即为平面A。每个侧推的平面A是独立的，根据各自的型值确定。

定义法线面，把每个侧推筒体进行24等分，每15度定义一个平面即为法线面7，根据艏侧推开口线型图给出了每个剖面喇叭口向外延伸的角度均是30度。根据此条件，在每个法线面内，按30度向外延伸做出延长线，如图8所示。

如图2-5所示，根据外板线型，在距离NO.1侧推的的平面A270mm的位置求取平面B6，保证此平面在外板外，且各个法线面上平面A和平面B间的交点的连线距离最小值超出外板100mm左右，不宜过大以免浪费材料。同理NO.2侧推在距离250mm位置确定平面B。由平面A和平面B确定的锥面，即为喇叭口所在的曲面。通过各个法线面剖切平面B，在平面B上求出各个法线面与平面B的交线，然后得出此交线与对应法线面上的。喇叭口延长线的交点。在平面B上依次光顺连接各个交点，即为。喇叭口延伸并与平面B相交的交线B。

在FR225至FR236之间增加半肋位线，在1000mm至4500mm之间每隔250mm增加水线，求取加密后的肋位和水线面与喇叭口所在锥面的交点，光顺连接后即为与外板连接的实料线。在对喇叭口板进行放样时，分成3块板进行装配。因为在交线A处是按实料下料，在各个的法线面内按焊接节点确定好坡口的角度。在放样板材零件上需标注出法线，上下艏艉位置线，内部加强结构线，实料线和交线A处的坡口角度。并且添加加工余量。

导流槽的放样，包括NO.2侧推艉部的扇形导流槽和两个侧推之间的导流槽，在纵剖面上根据中心线向两侧近似等分得出导流槽的加密辅助线，辅助线所在的平面即为辅助面。通过辅助面与肋位面剖切后得出交点。这些交点即为导流槽所在曲面上的点，对这些交点在辅助面及肋位面上三向光顺后及可得出导流槽曲面。求取导流槽曲面与两个侧推的所在曲面的交线，根据艏侧推开口线型图给出的线型，需要对交线位置进行三向光顺，保证导流槽与喇叭口连接的光顺过渡。筒身放样按照圆柱体以交线A为边界进行放样，由钢板进行卷板加工成型，断口位置避开内部加强结构处，并增加80mm加工余量。

本发明在艏侧推筒身与外板连接处的线型光顺和流畅，及侧推孔尾部顺着水流方向的导流槽的光顺，可以有效的减小紊流和空泡带来的阻力。提高此水滴形艏侧推孔结构的放样效率，降低加工难度，提高装配精度。