CN107243532B - 船体t型材横纵组合连接结构的扭曲t型材的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶工程技术领域，本发明提供一种船体T型材横纵组合连接结构的扭曲T型材的生产方法，所述扭曲T型材为所述船体T型材横纵组合连接结构中连接于两个纵向组合T型材之间的横向T型材。本扭曲T型材的生产方法利用投影三视图的原理，实现了横向T型材面板的实形展开，并通过对展开实形上标记加工数据、利用加工样板对横向T型材面板加工简化了横向T型材面板的加工。在对本发明中的扭曲T型材的安装时，先对横向T型材面板进行扭曲加工至安装需要的扭曲形状，然后连接纵横组合连接的T型材的面板。本发明避免了现场安装纵横组合T型材时对T型材的二次切割，节省了人力物力，极大地提高了连接强度、安装精度和美观度。

Description

船体T型材横纵组合连接结构的扭曲T型材的生产方法

技术领域

本发明涉及船舶工程技术领域，特别是涉及一种船体T型材横纵组合连接结构的扭曲T型材的生产方法。

背景技术

在船舶制造中，需要采用加强肋安装于船体内侧，起到支持外板、保持船体外形、保证舷侧结构强度的作用，还作为各层甲板横梁的舷边支点。用T型组合型材制成的肋骨，以及局部加强或者支承舷侧纵骨或纵桁的大尺寸肋骨，称强肋骨。它常与强横梁和实肋板一起组成横向强框架，多设于需要特殊加强的部位，如机舱、装载重货或具有长大舱口的货舱内。在艏、艉尖舱内的肋骨称尖舱肋骨。在上层建筑内的肋骨称上层建筑肋骨。而中间肋骨则是指有局部加强(如冰区加强)要求的船上增设在肋骨间距中点位置的肋骨。在船体肋骨安装时，当横向设置的强肋骨组合T型材与纵向设置的组合T型材腹板出现互成一定角度连接、互相不垂直安装时，分别为两个方向的T型材面板连接会产生空间夹角，导致在施工过程中无法直接焊接连接。

在现有技术中，对于横向T型材和纵向T型材面板连接安装的处理方法是将需要连接的肋骨面板端部进行火焰切割，即从T型材的面板端部开始，适当割开面板与腹板的焊缝，应用火焰将面板预热软化后将面板扭曲过渡与相对接的纵向T型材的面板成同一平面，然后连接纵向T型材与横向T型材的面板。在船体结构上，这种连接结构连接的T型材较多，用此方法安装互成角度的T型材面板的效率低、工作量大、美观性差，在安装后经常还会造成T型材的面板短尺及缺角现象，影响施工质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高工作效率、提高船体上T型材互相连接质量的扭曲T型材的生产方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种船体T型材横纵组合连接结构的扭曲T型材的生产方法，所述扭曲T型材为所述船体T型材横纵组合连接结构中连接于两个纵向组合T型材之间的横向T型材，所述T型材均包括面板和与面板中部正交连接的腹板，所述纵向T型材腹板与水平面垂直，所述横向T型材的腹板与水平面平行，所述横向 T型材面板包括平直段和连接于所述平直段两端的转圆段，所述转圆段由所述纵向T型材面板的边线向所述平直段扭曲过渡，包括如下步骤：

S1、在船体型线图上，作所述纵向T型材、所述横向T型材组合连接结构相对于船体的横剖面图、水平面图，定义所述横向T型材面板垂直于船体中性面方向为主视图视角方向，作所述横向T型材平直段的主视图；所述横剖面图中，剖切面与所述纵向T型材腹板所在平面重合，所述纵向T型材面板的投影为一斜线，已与所述纵向T型材面板连接完成的所述横向T型材面板的投影为一斜“T”形；所述水平面图中，水平面与所述横向T型材腹板所在的平面重合，所述纵向 T型材腹板在水平面上积聚为一直线，所述横向T型材腹板显示为一带有凹口的积聚面，所述横向T型材面板显示为与所述凹口配合的线段；

S2、将所述横向T型材面板在所述横剖面图上的上下边线投影到所述水平面图上，与所述水平面图上纵向T型材面板与所述横向T型材面板相邻的边线分别相交于A点、C点；

S3、在水平面图上，量取所述横向T型材面板与纵向T型材面板连接的转圆段的半径长度R，分别过所述A点、C点以R为半径作所述横向T型材面板的平直段的切线并与横向T型材面板投影线相切于 D点、E点；

S4、将D、E点对应投影到横向T型材平直段的主视图上的上下边线上，所述D、E点在横向T型材平直段主视图上的投影点分别为 D1点、E1点，直线连接D1点、E1点；

S5、在所述主视图上，作所述水平面图上A点的投影点A1点, 过所述A1点作所述D1E1直线的垂线L1，再以D1为圆心、以所述水平面图中AD的弧长为半径作圆弧，与L1相交于A2点，以圆弧连接 D1、A2成圆弧D1A2；作所述水平面图上C点的投影C1点,过所述C1 点作所述D1E1直线的垂线L2，再以E1为圆心、以所述水平面图中 EC的弧长为半径作圆弧，与L2相交于C2点，以圆弧连接E1、C2成圆弧E1C2，以直线连接A2点、C2点，所述圆弧D1A2、圆弧E1C2与直线A2C2的连线即所述转圆段的展开实形，以同样方法作出所述横向T型材面板平直段两端转圆段的展开实形，水平面图上横向T型材面板的平直段、平直段的两端转圆段的展开实形即加工信息线；

S6、在待加工板材上，标识加工横向T型材面板的加工信息线，横向T型材面板在装配前按照加工信息线轧制加工完成，连接所述横向T型材面板与所述横向T型材腹板。

作为优选方案，在步骤S6之后，还包括步骤S7：

分别制作与横向T型材面板的展开实形的圆弧D1A2、圆弧E1C2 拟合的加工样板，加工横向T型材面板时，比照加工样板加工圆弧 D1A2、圆弧E1C2。

作为优选方案，所述步骤S7中，在加工所述横向T型材面板时，所述加工样板与所述横向T型材面板贴合固定。

本发明提供一种船体T型材横纵组合连接结构的扭曲T型材的生产方法，采用投影作图的方法，将横纵组合连接的T型材连接结构的横向T型材面板的转圆段进行展开，然后按照展开实形进行加工，通过对展开信息图线制作样板进一步加快生产速度。本发明中的这种扭曲T型材的安装方法，这一工法避免了传统方法在船体安装现场对面板和腹板连接处的二次切割，避免了对T型材安装的美观度的影响。因此，本发明应用于船体上T型材的生产和装配，极大地节约了在现场对船体组装的人力物力，方便现场工人操作，同时提高了船体的连接强度、安装精度和美观度。

附图说明

图1是本发明实施例中一种船体T型材横纵组合连接结构的扭曲 T型材的生产方法的横剖面A-A、水平面图B-B的示意图；

图2是本发明实施例中一种船体T型材横纵组合连接结构的扭曲 T型材的生产方法的水平面B-B和主视图C-C；

图3是本发明实施例中船体T型材横纵组合连接结构采用本扭曲 T型材的生产方法前的结构示意图；

图4是本发明实施例中船体T型材横纵组合连接结构采用本扭曲 T型材的生产方法后的结构示意图；

图5是本发明实施例中船体T型材横纵组合连接结构的扭曲T型材的生产方法中添加控制点的方法；

图中，100、船体；10、横向T型材；11、横向T型材面板；12、横向T型材腹板；20、纵向T型材；21、纵向T型材面板；22、纵向T 型材腹板；30、加工样板；31、上口加工样；32、下口加工样；41、面板上口边线；42、面板下口边线；44、下口边线实长；45、两面板对接处需扭曲处；46、圆弧切点线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1、图2所示，本发明优选实施例的一种船体T型材横纵组合连接结构的扭曲T型材的生产方法，包括扭曲T型材的加工和安装，所述扭曲T型材为所述船体T型材横纵组合连接结构中连接于两个纵向组合T型材之间的横向T型材，应用于船舶制造中的船体肋骨制造、安装，提高了互成一定角度的T型材的安装质量，降低了生产时间和生产成本。

基于上述技术方案，本实施例中提供一种船体T型材横纵组合连接结构的扭曲T型材的生产方法，其中，扭曲T型材为所述船体T 型材横纵组合连接结构中连接于两个纵向组合T型材之间的横向T型材。

船体结构中，T型材一般用作船体强肋骨等结构件，其包括腹板和与腹板连接的面板，腹板和面板通过焊接连接。T型材的面板与其腹板的自由边正交连接、沿T型材方向延伸。在本实施例中，横向T 型材包括横向T型材面板11和横向T型材腹板12，纵向T型材包括纵向T型材腹板21和纵向T型材面板22。

如图1所示，横向T型材面板11与横向T型材腹板12连接时，横线T型材腹板12上设有用于连接横向T型材面板的凹口，并在该凹口两边设有与纵向T型材面板21的连接边沿。

具体地，横向T型材腹板12上的凹口为了便于连接T型材、提高连接强度分别包括平直段和转圆段，该凹口的平直段与横向T型材面板11的平直段正交连接，该凹口转圆段与横向T型材面板的转圆段连接。

一般地，横向T型材面板11的转圆段为圆弧型扭曲。

如图3、图4所示，船体结构上横向的船体强肋骨的组合T型材与纵向纵桁组合的T型材腹板出现角度连接且互相不垂直安装时，横向T型材面板11与纵向T型材面板21的连接处会形成一空间夹角，该空间夹角位于横向T型材面板11转圆段的末端与纵向T型材面板21的连接处，如图3、图4中两面板对接处需扭曲处45所示。

具体地，在本实施例中，扭曲T型材的生产包括如下步骤：

S1、在船体型线图上，作所述纵向T型材20、所述横向T型材 10组合连接结构相对于船体的横剖面图、水平面图，定义所述横向T 型材面板垂直于船体中性面方向为主视图视角方向，作所述横向T型材平直段的主视图；

具体地，对横向T型材10在船体100上的安装定位，为横向T 型材腹板12与船体100的基面平行，纵向T型材腹板22与船体100 的基面平行，在垂直于船体中性面方向横向T型材平直段的主视图为一矩形。

具体地，在船体100的横剖面图中，剖切面与纵向T型材腹板 22所在平面重合，在横剖面图中，纵向T型材面板21的投影为一斜线，已与纵向T型材面板21连接完成的横向T型材面板11的投影为一斜“T”形。

具体地，在船体100的水平面图中，水平面与横向T型材腹板 12所在的平面重合，纵向T型材腹板22在水平面上积聚为一直线，横向T型材腹板12显示为一带有凹口的积聚面，横向T型材面板11 显示为与凹口形状配合的线段。

S2、将所述横向T型材面板11在所述横剖面图上的上下边线投影到所述水平面图上，与所述水平面图上纵向T型材面板与所述横向 T型材面板11相邻所在侧的边线分别相交于A点、C点；

在步骤S2中，将横向T型材面板11的上下边线投影至水平面图上，使得横向T型材面板11转圆段的扭曲段上下边线的端点对应投影至水平面图上得到A点、C点，以便于后续在水平面图上作出横向 T型材面板11扭曲段的上下边线在水平面图上的投影。

S3、在水平面图上，量取所述横向T型材面板11与纵向T型材面板21连接的转圆段的半径长度R，分别过所述A点、C点以R为半径作所述横向T型材面板11的平直段的切线并与横向T型材面板11 的投影线相切于D点、E点；

在步骤S3中，由投影关系可知，横向T型材面板11与横向T型材腹板12的凹口直接连接边线的投影线的转圆段为一圆弧，同样地，横向T型材面板11的上下边线的投影线的转圆段也为一圆弧。

根据材料使用规律和经验，在横向T型材面板11在转圆段的各处的转圆部的扭转半径保持一致时，横向T型材面板11的转圆部能够保持的最优的力学性能。又因为横向T型材面板11的转圆处为连续扭转，可知，只要求取横向T型材面板11的上下边沿的转圆段的起点，连接横向T型材面板11的上下边沿的转圆段的两起点，即可得出横向T型材面板11的转圆段开始扭转的圆弧切点线。

在实际操作中，求取横向T型材面板11转圆段扭曲的切点线，在水平面图中，以横向T型材面板11的转圆处的半径R为半径，并分别过步骤2中作出的A点、C点，分别作与横向T型材面板11的平直段的投影线相切的圆弧，与平直段投影线相切于D点、E点。由此，便得到了均匀扭曲的横向T型材面板11在水平面图上的投影轮廓线。其中，D点、E点分别为横向T型材面板11的转圆段的开始转角的切点线起点。

S4、将D、E点对应投影到横向T型材平直段的主视图上的上下边线上，所述D、E点在横向T型材平直段主视图上的投影点分别为 D1点、E1点，直线连接D1点、E1点；

在步骤S4中，横向T型材面板11的主视图中，通过将横向T型材平直段面板11转圆段的开始转角的切点线起点D点、E点投影至横向T型材面板11的平直段主视图上，得到横向T型材面板11展开实形的转圆段开始转向的起点，连接D1点、E1点，直线D1E1即横向T型材面板11的展开实形转圆段的切点线，也为横向T型材面板 11的平直段与转圆段的交线。

S5、在所述主视图上，作所述水平面图上A点的投影点A1点, 过所述A1点作所述D1E1直线的垂线L1，再以D1为圆心、以所述水平面图中AD的弧长为半径作圆弧，与L1相交于A2点，以圆弧连接 D1、A2成圆弧D1A2；作所述水平面图上C点的投影C1点,过所述C1 点作所述D1E1直线的垂线L2，再以E1为圆心、以所述水平面图中 EC的弧长为半径作圆弧，与L2相交于C2点，以圆弧连接E1、C2成圆弧E1C2，以直线连接A2点、C2点，所述水平面图上横向T型材面板的平直段与圆弧D1A2、圆弧E1C2、直线A2C2的连线即所述转圆段的展开实形，以同样方法作出所述横向T型材面板11平直段两端转圆段的展开实形，水平面图上横向T型材面板11的平直段、平直段的两端转圆段的展开实形即加工信息线。

在步骤S5中，通过将横向T型材平直段的水平面图上的A点高度投影至横向T型材面板11的主视图上，在横向T型材面板11的主视图上下边线上分别为A1点、C1点。

为了求取横向T型材面板11的转圆段在扭转前的实形，就需要求取横向T型材面板11的转圆段在扭转前的转圆段上下边线的实形。通过在横向T型材面板11的主视图上作图，可以作出横向T型材面板11扭转前的实形。

由于横向T型材面板11的转圆段为围绕切点线D1E1扭转，因此在横向T型材面板11的主视图上分别过A1点、C1点作出切点线D1E1 的垂线L1、垂线L2，然后分别在垂线L1、垂线L2作出横向T型材面板11的转圆段的实长，即可得横向T型材面板11的转圆段的上下边线的端点。

具体地，在步骤S5中，通过量取横向T型材面板11的转圆段的水平面图上弧线AD、弧线CE的长度，在垂线L1、垂线L2上分别取弧线AD、弧线CE的实长，即可得横向T型材面板11的转圆段的上下边线的端点。

具体地，横向T型材面板11的转圆段的上下边线将与D1点、E1 点对应的端点分别标记为A2点、C2点。

具体地，在得出了A2点、C2点之后，根据横向T型材面板11 的转圆段的扭转规律，用圆弧连接D1点和A2点、E1点和C1点，该圆弧即横向T型材面板11的转圆段的上下轮廓线。

进一步地，可以在D1点和A2点、E1点和C1点之间添加横向T 型材面板11的转圆段的扭转规律控制点，然后以通过控制点的圆弧连接D1点和A2点、E1点和C1点，以精确确定横向T型材面板11 的转圆段的上下轮廓线。

如图5所示，横向T型材面板11的转圆段的扭转规律控制点的添加方法为：在在水线面图B-B上，在圆弧AD、EC上选择任意位置增加辅助点，通过该辅助点的水平直线分别与面板上口边线41、面板下口边线42相交于F点、G点；然后分别将F点、G点的水平高度投影至横向T型面板11的主视图C-C上，在线段A1D1、C1E1上分别得F1点、G1点；然后，采用类似于求取A2点、C2点的方法，作出控制点：在横向T型面板11的主视图C-C上，分别过F1点、G1点作直线D1E1的垂线，分别以D1点、E1点为圆心，分别以水线面图 B-B上的线段DF、EG的弧长为半径作圆弧，两圆弧分别与过F1点、 G1点作直线D1E1的垂线相交于F2点、G2点。F2点、G2点即为转圆段的控制点。

进一步地，通过重复上述的添加控制点的方法，添加类似于F2 点、G2点的若干控制点，最后以通过控制点的圆弧连接D1点和A2 点、E1点和C1点，该圆弧即为精确求得横向T型材面板11的转圆段的上下轮廓线。其中，类似于F2点、G2点的控制点越多，所求得的横向T型材面板11的转圆段的上下轮廓线越精确。

具体地，由于横向T型材面板11的转圆段与纵向T型材面板21 的连接边线为直线，因此，在横向T型材面板11的转圆段的主视图上，以直线连接A2、C2点，线段A2C2即横向T型材面板11的转圆段与纵向T型材面板21的连接边线。

具体地，定义加工信息线为作出的水平面图上横向T型材面板 11的平直段、平直段的两端转圆段的展开实形，通过在板材上添加加工信息线的标记，在板材上进一步加工出展开的横向T型材面板 11，然后通过后续的扭曲，即可得到横向T型材面板11安装所需的形状。

S6、作出在待加工板材上，标识加工横向T型材面板11的加工信息线，横向T型材面板11在装配前按照加工信息线轧制加工完成，连接所述横向T型材面板11与所述横向T型材腹板12。

在步骤S6中，在步骤S5已经得出的横向T型材面板11的展开实形，进一步地，在横向T型材面板11的展开实形上的扭曲部位标记加工信息，以方便工人对横向T型材面板11实际加工。

优选地，在装配前，对横向T型材面板11的转圆段提前进行扭曲加工，这样，在对横向T型材面板11和纵向T型材面板21连接时，只需要对两者的面板边沿焊接连接，从而避免了现场开刀切割、扭曲同时也避免了横向T型材面板11转圆段处的短尺缺角，增加了外观美观度。

优选地，在步骤S6之后还有步骤S7，为了方便重复加工横向T 型材面板11展开实形的转圆段，分别制作与横向T型材10的展开实形的圆弧D1A2、圆弧E1C2拟合的加工样板，以便在车间加工实形的转圆段的速度，也提高了加工精度。

在重复加工横向T型材面板11的转圆段展开实形时，可以比照预先制作的加工样板30的上口加工样31、下口加工样32分别加工圆弧D1A2、圆弧E1C2。

优选地，在步骤S7中，在加工横向T型材的面板时，加工样板 30与横向T型材面板11贴合固定，以避免加工样板30与横向T型材面板11相对挪动而增加加工误差。

另外，本发明中的扭曲T型材的安装方法，在上述扭曲T型材的生产过程完毕之后，采用先扭曲转圆段、然后焊接的方式将前述的横向T型材10、纵向T型材20安装于船体100上，包括如下步骤：

a.将所述横向T型材面板11的转圆段，按照与所述纵向T型材面板边线连接的角度进行扭曲加工；

b.将横向T型材面板11定位至与纵向T型材面板21连接的安装位，焊接连接所述横向T型材面板11和所述纵向T型材面板21 的接触边沿。

具体地，可以在生产车间完成面板与腹板的焊接连接之后再进行扭曲加工，也可以在现场的安装场地对横向T型材面板10的转圆段进行扭曲加工。

进一步地，在未进行扭曲的横向T型材面板10的转圆段，平面形状的横向T型材面板11便于对面板、腹板先进行焊接连接，然后岁横向T型材面板11进行扭曲和安装。

作为可选方案，也可先将横向T型材腹板12先与船体、纵向T 型材20进行连接，然后连接扭曲成型后的横向T型材面板11与横向 T型材腹板12、纵向T型材面板21进行焊接连接完成安装，采用这种方式是现场连接腹板与面板，无需对面板和腹板的连接处进行二次切割，极大地节省了人力物力，也提高了安装质量。

优选地，本发明中船体T型材横纵组合连接结构的扭曲T型材的生产方法中，步骤S1至步骤S5的实施可通过计算机绘图软件(如 AutoCAD)绘制完成。

综上，本发明实施例提供一种船体T型材横纵组合连接结构的扭曲T型材的生产方法，通过将横向安装的T型材面板的进行图纸展开，根据图纸展开的实形，对横向T型材面板在装配前进行扭曲，然后在现场直接连接面板与腹板，横向T型材的扭转部的直接安装。这一工法避免了传统方法在船体安装现场对面板和腹板连接处的二次切割，避免了对T型材安装的美观度的影响。因此，本发明应用于船体上T 型材的生产和装配，极大地节约了在现场对船体组装的人力物力，方便现场工人操作，同时提高了船体的连接强度、安装精度和美观度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种船体T型材横纵组合连接结构的扭曲T型材的生产方法，所述扭曲T型材为所述船体T型材横纵组合连接结构中连接于两个纵向组合T型材之间的横向T型材，所述T型材均包括面板和与面板中部正交连接的腹板，所述纵向T型材腹板与水平面垂直，所述横向T型材的腹板与水平面平行，所述横向T型材面板包括平直段和连接于所述平直段两端的转圆段，所述转圆段由所述纵向T型材面板的边线向所述平直段扭曲过渡，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在船体型线图上，作所述纵向T型材、所述横向T型材组合连接结构相对于船体的横剖面图、水平面图，定义所述横向T型材面板垂直于船体中性面方向为主视图视角方向，作所述横向T型材平直段的主视图；所述横剖面图中，剖切面与所述纵向T型材腹板所在平面重合，所述纵向T型材面板的投影为一斜线，已与所述纵向T型材面板连接完成的所述横向T型材面板的投影为一斜“T”形；所述水平面图中，水平面与所述横向T型材腹板所在的平面重合，所述纵向T型材腹板在水平面上积聚为一直线，所述横向T型材腹板显示为一带有凹口的积聚面，所述横向T型材面板显示为与所述凹口配合的线段；

S2、将所述横向T型材面板在所述横剖面图上的上下边线投影到所述水平面图上，与所述水平面图上纵向T型材面板与所述横向T型材面板相邻的边线分别相交于A点、C点；

S3、在水平面图上，量取所述横向T型材面板与纵向T型材面板连接的转圆段的半径长度R，分别过所述A点、C点以R为半径作所述横向T型材面板的平直段的切线并与横向T型材面板投影线相切于D点、E点；

S4、将D、E点对应投影到横向T型材平直段的主视图上的上下边线上，所述D、E点在横向T型材平直段主视图上的投影点分别为D1点、E1点，直线连接D1点、E1点；

S5、在所述主视图上，作所述水平面图上A点的投影点A1点,过所述A1点作所述D1E1直线的垂线L1，再以D1为圆心、以所述水平面图中AD的弧长为半径作圆弧，与L1相交于A2点，以圆弧连接D1、A2成圆弧D1A2；作所述水平面图上C点的投影C1点,过所述C1点作所述D1E1直线的垂线L2，再以E1为圆心、以所述水平面图中EC的弧长为半径作圆弧，与L2相交于C2点，以圆弧连接E1、C2成圆弧E1C2，以直线连接A2点、C2点，所述圆弧D1A2、圆弧E1C2与直线A2C2的连线即所述转圆段的展开实形，以同样方法作出所述横向T型材面板平直段两端转圆段的展开实形，水平面图上横向T型材面板的平直段、平直段的两端转圆段的展开实形即加工信息线；

S6、在待加工板材上，标识加工横向T型材面板的加工信息线，横向T型材面板在装配前按照加工信息线轧制加工完成，连接所述横向T型材面板与所述横向T型材腹板。

2.如权利要求1所述的扭曲T型材的生产方法，其特征在于，在步骤S6之后，还包括步骤S7：

分别制作与横向T型材面板的展开实形的圆弧D1A2、圆弧E1C2拟合的加工样板，加工横向T型材面板时，比照加工样板加工圆弧D1A2、圆弧E1C2。

3.如权利要求2所述的扭曲T型材的生产方法，其特征在于，所述步骤S7中，在加工所述横向T型材面板时，所述加工样板与所述横向T型材面板贴合固定。