第四讲 船体构件展开双曲度板
讲课4-船体构件展开
二 展开三要素
3. 求肋骨弯度 （frame curvature） 1）定义：展开图上肋骨曲线与过其弦线的法面展开线（呈直 线）间的最大拱度。（常记作S） 2）条件：将船体表面近似看成可展曲面 3）S的确定及注意要点
朝向：正弯板S向舯，反弯板S首向首，尾朝尾 大小：一块板内共用一个S;
圆柱面
肋骨弯度的形成
五 撑线法展开船体构件
1 实质：船体构件也可视为由许 多平面△组成， △三边已 知则形状唯一
E1分为若干 △→求出△各边边长→顺 次作出全部△ B1 A1 B A C
例：撑线法展开船体构件——尾部舷墙板的展开
上口线展开实长
a1’ b1’ p a’
c1’
下口线展开实长
3)菱形板测地线展开
例：测地线法展开扇形板
例：测地线法展开扇形板
1）在肋骨型线图上作测地线
O6
a6
O5 O4
b4
O3
例：测地线法展开扇形板
1）在肋骨型线图上作测地线
测地线
例：测地线法展开扇形板
1）在肋骨型线图上作测地线 2）求测地线、纵缝线实长
例：测地线法展开扇形板
1）在肋骨型线图上作测地线 2）求测地线、纵缝线实长 3）求肋骨弯度
准线法——四边形展开 撑线法——三角形展开
垂直准线法 测地线法 旋转线法
十字线法 定线法
二 展开三要素
1. 展开条件
构件边线的实际长度 线段间的相对位置
展开三要素
求投影线实长
求肋骨弯度
肋骨与外板交线展 开后的拱度
确定准线
为保证四边形唯一 性而设的确定各边 相对位置的线
型线图上的投影线 外板纵缝 纵向构件 的理论线
船体构件展开
3-4_船体板材构件的成形加工(1、2)
武汉船舶职业技术学院船体教研室船体建造工艺课程课堂教学设计编写者：何志标第4、5 次课授课时间第周周第节课时安排 4授课题目（教学章、节或主题）课题三船体钢料加工第四节船体板材构件的成形加工教学目的通过讲解、展示实际生产的图片和视频、讨论分析等手段，学习板材构件成形加工（辊弯和水火弯板）主要工艺方法。
教学知识目标教学能力目标（包括基本任务、项目、事件）1、熟悉圆柱形钢板辊弯成形工艺过程。
2、了解用普通三辊弯板机弯制锥形板的工艺措施。
3、了解复杂曲度板冷弯成形方法。
4、熟悉水火弯板的原理和工艺方法。
1、编写圆柱形钢板辊弯成形的工艺过程。
2、编写鞍形板或帆形板弯制成形的工艺过程。
教学过程设计第4次课：复习 5 分钟，授新课70 分钟，提问 10分钟，小结和布置作业5分钟。
第5次课：复习 5 分钟，授新课70 分钟，提问 10分钟，小结和布置作业5分钟。
讨论、思考题、作业思考题：1、板材构件成形加工一般有哪些主要方法？2、怎样用普通肋骨冷弯机弯制曲度不大的锥形板？3、水火弯板的原理是什么？4、加热线和冷却方式对水火弯板的成形效果会产生怎样的影响？课外作业：习题集第2题参考资料（含参考书、文献等）《船体修造与工艺》王鸿斌主编人民交通出版社授课类型（请打√）：理论课√练习课讨论课实验课实训课其他教学方式（请打√）：讲授√讨论指导其他教学资源（请打√）：多媒体√模型实物挂图音像其他第四节船体板材构件的成形加工主要的成形加工方法：①机械冷弯法：包括辊弯、压弯、折弯等②水火弯板法。
单向曲度板：采用机械冷弯法加工。
复杂曲度板：①先用机械冷弯加工一个方向（曲度较大的方向）的曲度，然后用水火弯板法加工出其他方向的曲度。
②若批量较大，则可在压力机上安装专用压模压制成形。
一、钢板构件的冷弯成形（一）简单曲度板的冷弯成形简单曲度板：具有圆柱形或圆锥形的单向曲度板。
可用三辊或四辊弯板机加工成形。
1、普通三辊弯板机组成：一个上辊——从动辊，安装在可上下调节的轴承内；两个下辊——主动辊，安装在固定轴承内，由电动机通过减速器带动。
4-4-1+船体板材构件的成形加工
⑤ 经常注意钢板上所划的素线与下轴辊上的纵向槽是否 平行，并用内卡样板检查钢板弯制曲度，以便调节上 轴辊的升降，直至弯曲成形到与样板型线相符合为止。
3、普通三辊弯板机弯板功能的缺点
缺点： 在弯制圆柱形或圆锥形板件时，板的边缘有一段无法进 行辊压。 解决办法：. 加垫块先辊弯好板边部分或先用液压机压好板边部分。 这种工艺措施既浪费工时又浪费材料。
4、几种新型的辊式弯板机
三根轴辊均可上下升降调节的三辊弯板机； 轴辊可作横向调节的三辊弯板机； 四辊弯板机； 能进行矫平的四辊弯板机。
四辊弯板机
四辊卷板机关键技术及创新点：
全密闭设计，防止灰尘进入； 一改国产卷板机到处漏油的现象，整体外观达到国外水
平。维护保养方便，效率高，寿命长，环保效果好。 全钢焊接结构，设备刚性强，并采用计算机有限元计算分析
（三）数控弯板简介
1、应用数控技术进行自动化弯板的优点
① 大幅度提高弯板工作效率，减轻劳动强度； ② 提高弯板精度，从而减少装配和校正工作量； ③ 同其它数控加工装置一起使用，则能实现船体加工车间综合机械化、
自动化，提高综合生产能力。
2、典型数控弯板机样机：多压头式数控弯板机
多压头式数控弯板机在弯板前，运用数控程序将其下模的各个 压头逐个自动加以调节，使其改变高度，形成与所要求的构件的形 状相同的局面（考虑回弹）。当被弯曲的板材定位好后，上模的各 个压头下降，将板材弯成所需要的形状。
② 正面跟踪水冷法：在加热面用冷水喷射正在冷却 的金属，加快它们的收缩，从而强化对正在加热金属的 压缩作用，使其产生较大的附加塑性变形。
优点：收缩较快，其横向收缩变形比空冷法大，成 形加工所不需要的加热线纵向收缩变形远比空冷法小。
船体型线图船体是一个具有双重曲度
挪威驗船協會 法國驗船協會 日本驗船協會
中尾机型
外部形状
机舱位置： ● 尾机型：尾轴长度短，尾轴不穿过货仓，增加装货空
间，提高装货效率，并对防火有利。通常，油船、散装 货船、集装箱船、LPG、LNG等船均采用此形式。缺点 视野受限。 ● 中机型：视野开阔，操作方便，空载时纵倾小。 ● 中尾机型：利弊介于二者之间。
美國驗船協會(ABS）
注：▼ 船舶主要尺度通常指型尺寸，即从船体外板内表面 （型表面）度量的尺寸，称为型尺寸。
▼水线一般指夏季载重水线。
主要尺度
型宽B： 型深D：船长中点处，沿舷侧自平板龙骨上缘至上层连续
甲板横梁上缘的垂直距离。 吃水T：船长中点处，自平板龙骨上缘至设计水线的垂直
距离。 干舷F：船长中点处，沿船舷自 设计水线至上层连续甲板边缘的 垂直距离，即型深与吃水之差值： F= D – T
船型系数
4、纵向棱形系数 CP ： 船舶排水体积▽与断面为AM、长度为L的棱柱体体积AM× L
的比值。
即： CP=▽/AM×L
显然 CP= CB/CM
—反映排水体积沿船长方向分布情况。
CP的数值越大表示沿船长分布越均匀，其值越小，则表示 排水体积集中于中部。该系数对快速性与试航性均有影响。
第三节 船体线型图
船舶概论
第二章 船舶的几何 形状
主要内容： 第一节 船舶的主要尺度 第二节 船型系数 第三节 船体线型图 第四节 船舶外部形状
主要尺度
第一节 船舶主要尺度
在学习船舶主尺度前先要建立型尺寸的概念！ ● 总长LOA：船体艏艉两端间最大水平距离。 ●设计水线长LWL：设计水线面上船体型表面艏艉端点的距离。 ●垂线间长LPP：艏垂线与艉垂线之间的水平距离。艏垂线是时 沿船舶设计水线自一舷的肋骨外缘至另一舷肋骨外缘之间的最 大水平距离。
船体主要构件结构图
船舶各部位名称如图所示。
船的前端叫船首（stem）；后端叫船尾（stern）;船首两侧船壳板弯曲处叫首舷（bow）；船尾两侧船壳板弯曲处叫尾舷（quarter）；船两边叫船舷（ships side）；船舷与船底交接的弯曲部叫舭部（bilge）。
连接船首和船尾的直线叫首尾线（fore and aft line center line,centre line）。
首尾线把船体分为左右两半，从船尾向前看，在首尾线右边的叫右舷（starboard side）；在首尾线左边的叫左舷（port side）。
与首尾线中点相垂直的方向叫正横（abeam），在左舷的叫左正横；在右舷的叫右正横。
船体水平方向布置的钢板称为甲板，船体被甲板分为上下若干层。
最上一层船首尾的统长甲板称上甲板（upper deck）。
这层甲板如果所有开口都能封密并保证水密，则这层甲板又可称主甲板（main deck）,在丈量时又称为量吨甲板。
少数远洋船舶在主甲板上还有一层贯通船首尾的上甲板，由于其开口不能保证水密，所以只能叫遮蔽甲板（shelter deck）。
主甲板把船分为上下两部分，在主甲板以上的部分统称为上层建筑；主甲板以下部分叫主船体。
在主甲板以下的各层统长甲板，从上到下依次叫二层甲板、三层甲板等等。
在主甲板以上均为短段甲板，习惯上是按照该层甲板的舱室名称或用途来命名的。
如驾驶台甲板（bridge deck）、救生艇甲板（life-boat deck）、等等 。
在主船体内，根据需要用横向舱壁分隔成很多大小不同的舱室，这些舱室都按照各自的用途或所在部位而命名，如图1-18所示，从首到尾分别叫首尖舱、锚链舱、货舱、机舱、尾尖舱和压载舱等。
在货舱中两层甲板之间所形成的舱间称甲板间舱（tween deck），也叫二层舱或二层柜。
上层建筑分船楼和甲板室两大类型。
所谓船楼是指两侧都延伸至船舷或很接近船舷的上层建筑；甲板室是指两侧不接近舷边的上层建筑。
船体主要构件结构图
船体构造图船舶各部位名称如下图。
船的前端叫船首〔stem〕；后端叫船尾〔stern〕;船首两侧船壳板弯曲处叫首舷〔bow〕；船尾两侧船壳板弯曲处叫尾舷〔quarter〕；船两边叫船舷〔ships side〕；船舷与船底交接的弯曲部叫舭部〔bilge〕。
连接船首和船尾的直线叫首尾线〔fore and aft line center line,centre line〕。
首尾线把船体分为左右两半，从船尾向前看，在首尾线右边的叫右舷〔starboard side〕；在首尾线左边的叫左舷〔port side〕。
与首尾线中点相垂直的方向叫正横〔abeam〕，在左舷的叫左正横；在右舷的叫右正横。
船体程度方向布置的钢板称为甲板，船体被甲板分为上下假设干层。
最上一层船首尾的统长甲板称上甲板〔upper deck〕。
这层甲板假如所有开口都能封密并保证水密，那么这层甲板又可称主甲板〔main deck〕,在丈量时又称为量吨甲板。
少数远洋船舶在主甲板上还有一层贯穿船首尾的上甲板，由于其开口不能保证水密，所以只能叫遮蔽甲板〔shelter deck〕。
主甲板把船分为上下两部分，在主甲板以上的部分统称为上层建筑；主甲板以下部分叫主船体。
在主甲板以下的各层统长甲板，从上到下依次叫二层甲板、三层甲板等等。
在主甲板以上均为短段甲板，习惯上是按照该层甲板的舱室名称或用处来命名的。
如驾驶台甲板〔bridge deck〕、救生艇甲板〔life-boat deck〕、等等。
在主船体内，根据需要用横向舱壁分隔成很多大小不同的舱室，这些舱室都按照各自的用处或所在部位而命名，如图1-18所示，从首到尾分别叫首尖舱、锚链舱、货舱、机舱、尾尖舱和压载舱等。
在货舱中两层甲板之间所形成的舱间称甲板间舱〔tween deck〕，也叫二层舱或二层柜。
上层建筑分船楼和甲板室两大类型。
所谓船楼是指两侧都延伸至船舷或很接近船舷的上层建筑；甲板室是指两侧不接近舷边的上层建筑。
第四章 船体放样与号料 船体结构线放样
外板排列要综合上述各种因素， 经过反复斟酌和调整，才能确定符 合要求的板缝排列。
船体型线放样与结构投放样结束 后，应将所有的构件线、板缝线的 名称标注在肋骨型线图上。此外， 还应编制完工型值表，并写好肋骨 编号、结构名称。这样就完成了船 体型线放样的全部工作。
第四节 船体构件展开
展开是指将那些在投影图上不能表示 出实际形状的空间曲面的实形求出，并 摊开在平面图上的过程。
证强度和施工工艺性的前提下，使这些纵缝 线与甲板边线（或折角线）近似平行，并沿 船体全长光顾贯通。
6.横向接缝线的排列 横向接缝线的排列取决于分段划分情况，所有
的分段横向大接缝都是外饭 的横缝线。此外，在每 一分段中还应按照提高钢板利用率，便于加工和装 配等要求，作适当的横向划分。各列板横缝线应在 同一横剖面处，且平行于肋骨剖面，并要求布置在 1/4肋位附近。
➢同理，可得1、 2… 7和1’、 2’… 7’各点，用样条曲线连接各点即 得外板展开图。
3.确定展开用的准线
船体纵向构件及外板的展开,一般由多个被肋 骨剖面剖切的四边形小块的展开图依次拼接而成。 只求出四边条各边的长度，不能唯一地确定四边 形的形状，必须加一条能确定各边相对位置的基 准线，才能唯一确定一四边形。
船体展开中使用的准线种类很多。 使用不同的准线，展开的方法也不同。
二、船体外板展开
板缝线排列时必须注意以下几点：
1.板缝线的排列应能 充分利用原材料。 充分利用钢板的规格尽 可能减少钢板的剪裁； 在排列纵缝时应尽可能 使纵缝与肋骨线正交， 这样展开后的外板形状 接近于矩形。 钢板边缘不是完全平直 的，必须将钢板的长和 宽留出必要的余量。
2.板缝线的排列应使外板便于加工 如图所示的折角型平板龙骨，如果
船舶建造工艺04船体放样PPT课件
(4)绘制梁拱样板并钉制梁拱样板，然后在 纵剖线图上绘制甲板中心线
4）在横剖线图上作一根或多根斜剖线进行光 顺性检验，再次修顺型线
3、型线的修正和检验
• 船体型线上任一点在三个投影图上的型值， 符合长对正、高平齐和宽相等的规律，即 满足投影一致性要求
• 三视图上所有型线必须是变化和缓，不允 许有多余的凸凹现象和折角存在(型线设计 本身的除外)，即满足光顺性要求。这一点 对水下部分型现尤为重要
型线修正的原则
归纳起来有这样几点
• 型线修改时，要保证原型线所围的体积 不变，以免影响舱室和排水体积。特别 是▽对各项性能有一定的影响
• 型值的修正量水上与水下应区别对待
• 修改点和改动量应尽量少
型线修正的原则
对下列部位的型值原则上不能改动
• 表示主尺度的型值(有关几何体积和技术 性能)
• 设计水线面的型值，尤其是表示进水角 的型值(反映快速性)
圆弧型梁拱曲线的性质
• 圆弧线由于横向曲率处处相等， 避免了抛物线形梁拱线的缺点
• 使用时可不考虑横梁所处的位置， 给加工和安装带来方便
圆弧型梁拱曲线的几何作图法
• 不需求圆心和半径，直接描点做圆弧线 • A1B1为梁拱高度；B1B5为半宽
圆弧型梁拱曲线的计算法
• 用大圆弧曲线作梁 拱曲线，称大R法
• 中横剖面形状的型值，特别是舭部(与▽， 稳性、操纵性计算有关)
• 有特殊规定的部位(如尾轴出口位置，桨 叶与外板间隙等处型值)
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s
O3
·
×5 O5 ×4 O4
s
O1
O2
D×E
O3
m
·
C×D
O4
O5
m
3
×2 O3 O2
×1 O1
船首
··· · ·
×
4‘ 3‘
船尾
×
5‘
×
2‘
×
1‘
2、近似测地线展开法 测地线：连接曲面上两定点的最短的曲线。如果曲 面是可展的，则在展开图上的测地线为一条直线。
近似测地线：船体曲面很多不可展，但曲度较缓和， 在展开图上的测地线可近似看作一条直线。 近似测地线展开法：利用近似测地线作为展开外板 的准线。
•
b5
b4 ● a4 o3 ● a3 o2 ● b2 o ●1 b1
o4
•
• •
1.在肋骨型线图上做测地线 2.求测地线、纵缝线实长 3.求肋骨弯度s
4.展开
m
s
1
×
2
×
3
×
4 s
5
×
6
×
7
×
×
1’
×
2’
3’
×
4‘
×
5’
6’
×
7’
×
（2）菱形外板的近似测地线展开法 菱形板：在肋骨型线图上的投影呈菱形的外板。
例：舷墙板的三角线展开法
菱形板测地线的特点：测地线不与中间肋骨弦线 垂直，而是偏转一定角度，贯穿全部肋骨。 1.在肋骨型线图上做测地线
＃7 ＃6
o7
a 7 ●
●
●
＃5
● o 4 ●
o6
a 6 ●
●
a5
o ●5
●
a4
●
b5 b4 ● b3
7′
1 ＃4 ＃3 ＃2 ＃ a3 o3 ● o2 ● ● ● o1 ● b2● b1
1′
6′
5′
4′
3′
2′
1.在肋骨型线图上做测地线 2.求肋骨弯度s
K L
下纵缝线实长
7 × o7 o6
6 × o5
5 × o4
4× o3
3 × o2
×
2
o1
1
×
· · · · · · ·
×
a3
×
7‘
×
6‘
5‘
×
4‘
×
s
3‘
×
2‘Biblioteka ×1‘×3、撑线法（三角线法）展开船体外板 撑线法：应用可展曲面中的三角线展开法来近似展开不 可展曲面。 原理：将不可展曲面分割成一定数量的小曲面三角形， 将小曲面三角形的三条曲线边近似看作直线边，并求出 其实长，即可依次撑线展开所有的小三角形，从而得到 整个展开图。 缺点：存在一定误差的，曲面的曲度愈大或三角形顶点 间距愈大，则误差也愈大；若三角形分割得愈多，则操 作愈繁琐。 适用范围：一般用于舷墙板或横向曲度较小的外板的展 开。
二、 双向曲度板的展开
1、十字法展开船体外板 十字法的准线是一根过中间肋骨弦线中点（或肋骨弧 形最大处）且垂直于该弦线的直线。准线展开后仍是 一直线。这种方法是测地线法的一种特例。
适用范围： ※带有单向曲度的柱形外板； ※各肋骨线近似平行的双曲度外板。 优点：准线作法十分简单。 缺点：对一般双曲度外板，由于准线精度低，使得展 开误差大。
（1）扇形外板的近似测地线展开法 扇形板：在肋骨型线图中，外板接缝线所包围的 肋骨型线呈扇形时的船体外板。
1. 在肋骨型线图上做测地线 • •
● o7 a7 ● a6 o6 o ●5
把肋骨线与上下纵缝线交点连成弦线； 过中间肋骨线中点o4作本身弦线的垂线， 与＃3和＃5肋骨线交于o3 和o5； 过o3点作＃3肋骨弦线的垂线，与＃2和＃ 4肋骨线交于b2 和a4， 取o2b2=o4a4，这样 就得到＃2肋骨线上的测地线交点o2。 过o2点作＃2肋骨弦线的垂线，与＃1和＃ 3肋骨线交于b1和a3， 取o1b1=o3a3，这样 就得到＃1肋骨线上的测地线交点o1。 同理可得到o6和o7.。 光顺连接o1， o2，等各点即得到测地线。