CN107357975B

CN107357975B - 一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法及筒体

Info

Publication number: CN107357975B
Application number: CN201710497807.4A
Authority: CN
Inventors: 刘树强; 蒋志跃
Original assignee: CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2020-09-04
Anticipated expiration: 2037-06-27
Also published as: CN107357975A

Abstract

本发明涉及船舶工程技术领域，公开了一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法，本发明的利用圆柱筒体与双斜切平面截交对船体的横剖面图、纵剖面图，将船体的肋骨线投影至双斜切平面上，作在双斜切平面上与肋骨线相交的辅助线，通过在横剖面图和纵剖面图之间利用三面投影关系，将圆柱筒体与双斜切平面的相贯线椭圆求出，得到圆柱筒体的相贯线椭圆。本发明还提供了一种采用本方法求取相贯线进而制造的筒体。本发明提供的方法操作方便，与传统的展开方法比较，提高了圆柱筒体与双斜切平面截交的速度和精确度，提高了生产效率。

Description

一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法及筒体

技术领域

本发明涉及船舶工程技术领域，特别是涉及一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法及筒体。

背景技术

在船舶制造中，船体的圆柱筒体结构经常需要与船体以斜切、双斜切形式截交，比如船体的侧推导流筒、锚链筒、支柱端部经常与船体面板以双斜切截交的形式出现。当圆柱筒体的尺寸过大需要通过板材卷制加工时，在制造安装这些圆柱筒体的过程中，需要首先求取圆柱筒体与船体面板的截交面，然后才能进行圆柱筒体端截面的展开。

一直以来，对圆柱筒体的端相贯线进行放样时，求取圆柱筒体与双斜切平面的相贯线为采用传统的方法。这种求取圆柱筒体与双斜切平面的相贯线为采用传统的方法，步骤较多，效率较低，影响降低了生产效率。而且采用传统方法求得的圆柱筒体与船体面板的截交面的误差较大，截交面的偏差会造成圆柱筒体的端面与船体面板的接触面会产生交涉或空隙，严重影响圆柱筒体与船体面板的连接质量。在实际生产中，为了留有足够的加工余量以消除圆柱筒体与船体面板交涉或空隙，在安装阶段，现场加工人员需要进行反复修整几次才能修整到位，这极大地加大了现场工人的工作量，同时也降低了工作效率和装配误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种便于展开船体上圆柱筒体与双斜切平面相贯线的方法，以提高生产质量和生产效率。

为了实现上述目的，一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法，应用于船舶制造中相对于船体的双斜切平面与圆柱筒体相贯线的求取，包括如下步骤：

S1、在船体的横剖面图上，过筒体中心线与船体肋骨线FR10的交点P点作圆柱筒体轮廓线的垂线AB，所述垂线AB分别与肋骨线FR12和肋骨线FR8交于A点、B点；

S2、在船体的横剖面图上将A点、B点水平投影至纵剖面图上，并与肋骨线FR12、肋骨线FR8分别交于A1点、B1点，以直线连接A1点、B1点；

S3、在船体的纵剖面图上，过圆柱筒体圆心P1点作与直线A1B1线垂直的直线C1D1，所述直线分别与肋骨线FR8、肋骨线FR12分别交于C1点、D1点，并与圆柱筒体投影线交于C2点、D2点；

S4、将所述C1点、D1点水平投影至横剖面图上对应的肋骨线FR8、肋骨线FR12上并交于C点和D点，以直线连接C点、D点；

S5、将所述C2点、D2点水平投影至横剖面图上与直线CD交于C3点、D3点；

S6、在船体的横剖面图上，过C3点作圆柱筒体轮廓线下边的垂线并与圆柱筒体轮廓线的下边交于C4点，过D3点作圆柱筒体轮廓线上边的垂线并与圆柱筒体轮廓线的上边交于D4点，以直线连接C4点、D4点；

S7、作以筒体轮廓线的直径长度为短轴，线段C4D4的长度L为长轴的椭圆，该椭圆即圆柱筒体与双斜切平面的相贯线实形。

本发明还包括一种筒体，所述筒体包括船体上的侧推导流筒、锚链筒和支柱，所述筒体与船体的双斜切平面的相贯线，采用上述的方法求取得到。

本发明提供的一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法，公开了一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法，本发明的利用圆柱筒体与双斜切平面截交时，相对船体的横剖面图、纵剖面图，将船体的肋骨线投影至双斜切平面上，作在双斜切平面上与肋骨线相交的辅助线，通过在横剖面图和纵剖面图之间利用三面投影关系，将圆柱筒体与双斜切平面的相贯线椭圆求出，得到圆柱筒体的相贯线椭圆。本发明提供的技术方案，与传统的展开方法比较，提高了圆柱筒体与双斜切平面截交的精确度和速度。

附图说明

图1是本发明实施例中一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法的横剖面A-A和纵剖面B-B的意图；

图2是本发明实施例中一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法的作图步骤示意图；

图3是本发明实施例中圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法的空间示意图；

图4是本发明实施例中圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法中对圆柱筒体围绕筒体中心线旋转至截交面椭圆与X轴垂直位置后的横剖面C-C、纵剖面D-D的示意图；

图5是传统展开圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线方法中，求得圆柱筒体与双斜平面截交线的示意图；

图6是传统展开圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线方法中，求得圆柱筒体与双斜平面的截交线之后进行截交面展开的示意图；

图7是本发明实施例中求得圆柱筒体与船体双斜切平面截交面之后，进行圆柱筒体壁的展开示意图；

图中，10、双斜切平面；20、肋骨线；21、肋骨线FR8；22、肋骨线FR10；23、肋骨线FR12；24、辅助线；31、圆柱筒体截交线；32、相贯线；33、筒体轮廓线；34、筒体中心线；40、船体中性面；50、长轴实长；51、辅助线；52、长轴投影线；53、短轴投影线；54、筒体相贯线长轴实长；55、截交面实形；61、传统方法中圆柱筒体截交线；62、传统方法中截交面展开实形。

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。

在现有技术中，求取双斜切平面与船体面板的截交面的方法的示意图如图5所示。在图5中，圆柱筒体与船体面板截交，船体面板为一双斜切平面，分别作在圆柱筒体与船体面板相截交处的相对于船体的橫剖面图A-A和纵剖面图B-B，双斜切平面上分别有均匀设置的肋骨线，其中肋骨线包括FR8、FR10和FR12；在横剖面图A-A上，肋骨线FR10与筒体中心线的交点为O点；在纵剖面图B-B上，肋骨线FR10与筒体中心线的交点为OO点。

具体地，传统方法中求取横剖面图中双斜切平面与船体面板的截交面的方法为：

首先，在纵剖面图B-B上，将圆柱筒体的投影圆周线等分为若干段。其中，等分的段数与展开精度成正比。如图5中所示，将圆柱筒体的投影线等分为12段，得出等分圆周的12个点，将这些点分别标记为1～12点；

然后，在纵剖面图B-B上，将等分点1～12点水平投影到横剖面图A-A上，并分别标记为1a～12a点；

最后，在横剖面图A-A上，采用光滑曲线依次首尾连接1a～12a点得到封闭曲线，即为圆柱筒体与船体面板的双斜切平面截交的圆柱筒体截交线61。

在传统的展开方法中，求得图5中所示的在横剖面图中圆柱筒体与双斜切平面截交线后，然后进行圆柱筒体截交端截面的展开。如图6所示，按照如下方法展开圆柱筒体与双斜切平面的截交面62：

1.在横剖面图A-A上，取线段O10a的长度L，在纵剖面图B-B上，以肋骨线FR8上的点10为端点取长度为L的线段，与FR8相交于P1点，然后连接P1、OO1点得线段OO 1P1点，分别与过圆弧上的等分点的肋骨线相交于P2、P3点；

2.在横剖面图A-A上，过10a点作FR10肋骨线的垂线，在纵剖面图B-B上，取线段OO1P1的长度；在横剖面图A-A上，以O点为圆心，以线段OO1P1的长度为半径作圆弧，与肋骨线FR10的垂线相交于10b点；

3.在横剖面图A-A上，应用步骤2的方法，分别过2a～12a各点作肋骨线FR10的垂线，分别取对应的线段OO1P2、线段OO1P3点的长度为半径作圆弧，分别求得该圆弧与肋骨线FR10的垂线的交点2b～12b点；

4.在横剖面图A-A上，首尾依次连接1b～12b点围成封闭图形，即为圆柱筒体截交面的展开样。

以上的用传统方法求取双斜切平面与船体面板的截交面62的步骤较多，其方法为通过线上取点、以拟合曲线连接各点进而求取截交面轮廓线，精度较差且在实际操作中，在纵剖面图上取的等分点过多不利于作图、等分点过少精度降低，因此，这种传统方法不利于提高生产效率。

为了精确、快速的展开圆柱筒体与船体双斜切平面截交面，如图1所示，本发明优选实施例的一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法，用于船体上的圆柱筒体30与双斜切平面10的相贯线的展开，提高了船体的圆柱筒体30与船体上双斜切平面10的相贯线32的展开效率，同时提高了展开相贯线32实形的精确度。

基于上述技术方案，本实施例中提供一种方便圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法。在船体结构中，有很多处结构具有相对于船体基面的斜面，其中就包括双斜平面。双斜平面，是指相对于基准平面(即船体底面)具有双向倾斜角度的平面。

同时，船体上还设有加强肋骨，加强肋骨均匀地设置于船体纵向方向上，且加强肋骨安装于船体板件上，在本实施例中船体板件为双斜切平面10。

在船体结构中，有很多部位的结构为圆柱形筒体，如船体侧推导流筒、锚链筒、支柱端等，并且这类圆柱筒体的直径较大或者规格特殊，其生产方式一般采用首先将筒体侧壁展开至合适形状后，进而将板材裁切至展开形状，然后卷曲板材至圆柱筒形即得。

以侧推圆柱筒体的展开为例，其中，侧推圆柱筒体的中心线与船体基面平行。本方法应用于船舶制造中相对于船体的双斜切平面10与圆柱筒体30相贯口的展开时，双斜切平面10上有均分分布的肋骨线FR8、FR10、FR12，如图1所示，在横剖面图和纵剖面图上，肋骨线FR8、FR10、FR12分别以编号21、22、23标记。

具体地，在应用本方法时，先作出圆柱筒体30与双斜切平面10相截交时相对于船体的横剖面图和纵剖面图。具体地，横剖面经过侧推筒体30的中心线，并与船体基面垂直。在纵剖面图中，纵剖面将侧推筒体30横向切开，而且纵剖面垂直于船体基面。

具体地，在横剖面图中，未与斜面截交的圆柱筒体30的轮廓线为水平的矩形轮廓线；在纵剖面图中，圆柱筒体30的轮廓线投影至双斜切平面上为圆形轮廓线。

具体地，图2圆柱筒体30为横剖面图，在图中肋骨线投影线为一族相互平行的斜线，肋骨线FR8、FR10、FR12分别编号为21、22、23；在纵剖面图上，肋骨线FR8、FR10、FR12的投影线为垂直于船体底面的直线，垂直在图面上以直线对相应的肋骨线表示，在本实施例中，肋骨线FR8、FR10、FR12投影线的对应的编号也为21、22、23。

优选地，可以在计算机绘图软件中进行操作，作出圆柱筒体30与双斜切平面10相截交的图面并继续绘图求取展开面，方便操作。

具体地，在图2中横剖面图上，圆柱筒体30的筒体中心线34为筒体轮廓线33的中线，筒体中心线34与肋骨线FR10相交于P点；在纵剖面图上，圆柱筒体30的筒体中心线34投影为圆形的轮廓线，相应地筒体中性点34投影至纵剖面图上为圆形轮廓线33的圆心P1。

具体地，本实施例包括如下步骤：

S1、在船体的横剖面图上，过筒体中心线34与船体肋骨线FR10的交点P点作圆柱筒体轮廓线33的垂线AB，垂线AB分别与肋骨线FR12和肋骨线FR8交于A点、B点；

根据几何关系，圆柱筒体轮廓线33为水平的矩形，垂线AB还与船体的基面垂直。

根据空间几何关系，圆柱筒体30与斜平面的相贯线为一椭圆，以下称为相贯线椭圆。而且，在圆柱筒体30的横剖面图上，该椭圆的短轴的投影线为过筒体中心线34且垂直于圆柱筒体轮廓线33的线段。

步骤S1中所作的筒体轮廓线33的垂线AB可以视为与圆柱筒体30垂直截交的平面N在圆柱筒体30的横剖面视图上的投影，即直线AB。

因为横剖面视图上，圆柱筒体30与双斜切平面10的相贯线的椭圆的短轴位于与圆柱筒体30正切的平面N上，同时相贯线椭圆的短轴也位于圆柱筒体30与双斜切平面10的相贯线上，可知平面N与相贯线椭圆的交线M即该相贯线椭圆的短轴。

在横剖面视图上，平面N与相贯线椭圆的交线M的投影即直线AB，同时，直线AB与肋骨线FR12、肋骨线FR8分别交于A点、B点，根据投影关系，将A点、B点的高度引至纵剖面图上，且与纵剖面图上的肋骨线FR12、肋骨线FR8交于A1点、B1点，根据投影关系，可知直线A1B1即相贯线椭圆的短轴在纵剖面图上的投影线。

S3、在船体的纵剖面图上，过圆柱筒体圆心P1点作与直线A1B1线垂直的直线C1D1，直线C1D1分别与肋骨线FR8、肋骨线FR12分别交于C1点、D1点，并与圆柱筒体投影线交于C2点、D2点；

具体地，相贯线椭圆的短轴长度为圆柱筒体的直径，因此，筒体轮廓线33的直径长度即相贯线椭圆的短轴长度。因为椭圆的长轴与短轴相互垂直，由投影关系知，在纵剖面图上过圆柱筒体圆心P1点作直线C1D1垂直于A1B1线，可知椭圆的长轴的投影线即位于直线C1D1上。

具体地，在纵剖面图上，相贯线椭圆的长轴端点投影点位于圆柱筒体30的筒体轮廓线33上；同时，由直线C1D1的作图过程可知，椭圆长轴的投影线也在直线C1D1上。综上可知，直线C1D1与纵剖面图上筒体轮廓线33的交点C2点、D2点即相贯线椭圆的长轴端点在纵剖面图上的投影。

具体地，连接C2点、D2点成线段C2D2，即相贯线椭圆的长轴在纵剖面上的投影，根据几何关系可知线段C2D2还通过纵剖面图上筒体轮廓线33的圆形P1点。

S4、将C1点、D1点水平投影至横剖面图上对应的肋骨线FR8、肋骨线FR12上并交于C点和D点，以直线连接C点、D点；

具体地，由步骤S4可知，纵剖面图上线段C1D1在横剖面图上的投影即线段CD。

S5、将C2点、D2点水平投影至横剖面图上与直线CD交于C3点、D3点；

具体地，由步骤S3可知，相贯线椭圆的长轴在横剖面图上的投影也位于线段CD上。由步骤S5将相贯线椭圆的长轴端点C2点、D2点的高度投影至横剖面图上，同时与线段CD交于C3点、D3点，可知线段C3D3即相贯线椭圆的长轴在横剖面图上的投影。

由步骤S5可知，C3点、D3点即相贯线椭圆在横剖面图上的投影，由于横剖面图并不改变圆柱筒体30的横向投影比例，由此可确定相贯线椭圆的长轴端点在横剖面图上的水平距离。另外，因为相贯线椭圆的长轴端点分别位于圆柱筒体30的相贯线椭圆上距离最远的两点，在横剖面图上体现为长轴的端点必定位于筒体轮廓线的两相对的边线上，即相贯线椭圆的长轴两端点分别位于筒体轮廓线的上下边线上。

由于相贯线椭圆长轴的端点在横剖面图上的水平距离已经确定，先通过步骤S6将相贯线椭圆的长轴端点投影点的水平位置分别引至圆柱筒体轮廓线的上下边线上，即得到了表现相贯线椭圆长轴的实际线段，在横剖面图中即线段C4D4。

具体地，如图3所示，在横剖面图上将C3点、D3点引至横剖面图上的筒体轮廓线33的边线上并与筒体轮廓线的上下两边线上分别交于C4点、D4点时，在空间位置上，相当于将圆柱筒体30围绕其筒体中心线34进行旋转，使得在横剖面图上其相贯线椭圆的投影线为一线段，此时长轴端点C4点、D4点分别位于圆柱筒体30横剖面图上筒体轮廓线33的下上边线上。

步骤S7即通过在图面上量取相贯线椭圆的长轴实长L、取圆柱筒体30的直径为短轴实长d作椭圆，即相贯线椭圆的实形。

如图4所示，本发明实施例中圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法中对圆柱筒体围绕筒体中心线旋转至截交面椭圆的长轴与X轴垂直位置后的横剖面C-C、纵剖面D-D的示意图，此时纵剖面图D-D上，截交面实形55可直接通过横剖面图上的线段C4D4长为长轴长、筒体直径为短轴作出。

本方法根据圆柱筒体与平面截交的相贯线均为规则的椭圆，该截交面椭圆的长轴与短轴相互垂直、椭圆截交面的短轴长度始终等于筒体直径，应用三面投影的放样技术，结合船体的横剖面图和纵剖面图，准确地求出了椭圆的短轴位置，进而求出于椭圆的长轴的位置，进而作出长轴、短轴后作出椭圆即为该椭圆截交面的展开样。与传统方法相比，本方法步骤简单快捷，展开精度更高。

进一步地，上述步骤S1至步骤S6中作图操作均采用计算机绘图软件完成。

具体地，可以应用AutPCAD软件分别利用长短将椭圆作出，得出相贯线椭圆实形。

如图7所示，图7为本实施例中针对得到圆柱筒体的截交面后，按照投影的方法进行圆柱筒体壁和圆柱筒体截交面展开，进而得到卷制圆柱筒体所需的板材实形的步骤示意图。通过本实施例中提供的圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法，精确得到了圆柱筒体围绕筒体中心线旋转至截交面椭圆与X轴垂直位置后的横剖面C-C、纵剖面D-D的图形后，可以方便地按照投影的方法求得所需板材的实形，本实施例中求得的截交面椭圆的精度高，更有利于进行后续的生产加工，提高加工精度。

本发明还包括一种筒体，筒体包括船体上的侧推导流筒、锚链筒和支柱，其特征在于，筒体与船体的双斜切平面的相贯线，采用上的方法求取得到。具体地，筒体为圆柱筒体，其与船体的双斜切平面的展开采用上述方法展开求得。

综上，本发明实施例提供一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法，公开了一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法，本发明的利用圆柱筒体与双斜切平面截交对船体的横剖面图、纵剖面图，将船体的肋骨线投影至双斜切平面上，作在双斜切平面上与肋骨线相交的辅助线，通过在横剖面图和纵剖面图之间利用三面投影关系，将圆柱筒体与双斜切平面的相贯线椭圆求出，得到圆柱筒体的相贯线椭圆。本发明还提供了一种筒体，该筒体与船体双斜切平面相贯线采用本求取方法求得，方便对筒体进行加工生产，本发明的操作可采用计算机绘图软件完成，与传统相贯线椭圆的展开方法比较，提高了圆柱筒体与双斜切平面截交的精确度和速度。

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

1.一种圆柱筒体与船体双斜切平面相贯线的求取方法，应用于船舶制造中相对于船体的双斜切平面与圆柱筒体相贯线的求取，其特征在于，包括如下步骤：

2.一种筒体，所述筒体包括船体上的侧推导流筒、锚链筒和支柱，其特征在于，所述筒体与船体的双斜切平面的相贯线，采用如权利要求1所述的方法求取得到。