第四章_船体放样与号料

第二节 船体理论型线放样
一、船体理论型线放样概述
船体的理论表面（型表面）是一个 形状复杂尺寸庞大的非规则空间曲面。 • 在设计的船体理论型线图上，是根据三面 投影原理，用三组互相垂直的平行剖面 （纵剖面、横剖面和wk.baidu.com线面）与船体型表 面相交得到的三组型线（纵剖线、横剖线 和水线）绘制成三个投影图（纵剖线图、 横剖线图和半宽水线图）来表示的。
1.手工放样
包括按1:1比例绘图的实尺放样和按1：10或1： 5比例绘图的比例放样。比例放样的优点在于能减小 放样台面积，降低放样工作劳动强度。其放样方法 与实尺放样一样。
2.数学放样
用数学方程定义船体型线或船体型表面，建立 数学模型，并借助于电子计算机完成船体放样。
二、船体放样的主要内容
船体放样的主要内容包括： 船体理论型线放样 肋骨型线放样 船体结构线放样 船体构件展开（包括外板展开和纵向 构件展开） 为后续工序提供资料（包括样板、样 箱的订制和草图的绘制等）。
•铅锤线法：在离墙约１米处，固 定两只木橙（上设花篮螺丝）间拉 紧Φ１毫米左右的钢丝，钢丝与地 面间距不超过８００毫米，然后在 钢丝上挂铅锤若干只（铅锤间距为 ２米左右），铅锤尖端与地面高度 不超过２毫米，待铅锤与钢丝停止 摆动后，就将铅锤尖端所指的点子 在地面划出，所得点子用粉线弹出， 即成基线。
2）水线和纵剖线画法
在选定几条站线上（其数量以便弹 准直线为原则），将各水线、纵剖线的 间距用标准钢尺找出，并注明号数。通 过站线上号数相同的各点，弹出粉线， 画上色漆，即得水线和纵剖线。
在放样时为了方便和节省场地起见， 可将纵剖面图和水线图重叠在一起。
３）作横剖面的格子线 取一样棒，以船中心线为基准，录下 舷宽和各纵剖线与中心线的距离，依样 棒上舷宽的距离在横剖面图上作船半宽 的垂直线。 将样棒基准对正中心线放在横剖面图 上，作与基线平行的最高水平格子线， 划出各子点，弹出直线。再以基线为准 点，作出各水线。
4)作横剖面甲板边线；取一样条Ａ，上画一准线， 与侧面最高水线对齐，将已调顺的的侧面甲板边线 与各站号的交点录取在样条Ａ上，然后将样条Ａ移 至横剖面中心线和半宽线上，并使样条的准线对准 横剖面上的最高水线。用粉线将各站号线上的甲板 边线高度点相连并弹成直线。另取一样条Ｂ，上面 画一准线，与平面中心线对齐，录取已调顺的甲板 半宽曲线与各站线的交点，然后将样条Ｂ移至横剖 面上，以中心线为基准，上下移动样条，使各站线 半宽点与各相应站线高度平直线相交，再用样条将 这些高、宽的交点连成光顺的曲线，即为甲板高、 宽边线，当高、宽边线有修改点时，应将修改后的 新高、宽点用样条Ａ或Ｂ重新录下来并移至侧面或 平面，直到三面曲线都光顺为止。
（2）作其它格子线
1）站线画法 站线就是将船舶的两柱间长分成若 干等分的垂直于基线和水平面的垂线， 一般分成十等分或二十等分，由于首 尾部分线型曲率较大，因此要加设辅 助站线，即在原等分站线间加入半号 站线，其作法如下：
用一标准钢卷尺（该船放样均以此尺来度量 尺寸）沿基线按图示尺寸划出各站号，并注明 号数。 过首尾及中间站号作基线的垂直线（其作法 可运用作中垂线的方法或运用激光经纬仪法） 用钢盘尺测量对角线的长度，检验垂线的准 确性。 用长样棒沿基线录下各站号点（也可用钢盘 尺量取），并平行基线向上移动一个等距离 （一般取型深），把各站号点刻在地板上，分 别用粉线弹出，用油漆笔画上色漆即成站线。
2)作纵剖面甲板边线：从型值表 中查出甲板边线高度尺寸，以基 线为基准，在侧面的相应站线上 量出，用样条将这些点与首、尾 舷弧点一起画出一条光顺的曲线， 即为所求甲板边线在侧面上的投 影线。
3)作水线面甲板边线：根据 型值表中的甲板半宽值，以中 心线为基准，将各站之值相应 地量取在各站线上，并用木样 条将这些站号半宽点连成一条 光顺曲线与首、尾圆弧相切， 此曲线即为水平面甲板边线。
2.理论线型放样
（1）首、尾轮廓线 按船体线型图和首、尾柱图上的 要求，将各水线上的外形点与首尾垂 线间的距离确定后，用木制样条光顺 地连接各点即得首、尾轮廓线。 但应 注意，除首、尾轮廓线中首至尾总长 两点和两柱间长两点及尾部推进部位 的高度不应变动外，其它各点均可光 顺调动。
（2）甲板线
甲板通常均有双向曲度，甲板的 横向挠度称为梁拱，甲板的纵向挠曲 度称为舷弧。如果船上不仅有一层甲 板，放样时就应先和将主甲板放出， 等主甲板线最后修光顺后，再根据各 层甲板与主甲板间的高度距离依次画 出其余各层甲板。下面叙述双向曲度 型甲板的放样步骤。
（2）型值修改方法
修改型线是一个反复修正、互 相对应、逐步达到船体型线光顺的 工作过程。 型线修改方法要根据光顺的部 位，操作者的习惯和经验而定。 一般修改交角较小的型线，并 应尽量减少修改点的数量及型线修 改量。
4.型线检验
型线的精确性体现在型线的光顺、协调和投影 一致性三方面，型线检验就从这三方面着手进行。 (1)检验型线的光项性、协调性和投影一致性 型线的光顺性是指各型线的曲率应和缓地变化， 不应有局部凹凸起伏和突变现象存在；型线的协 调性是指同组型线间的间距大小应有规律地变化， 不应有时大时小的现象存在；型线的投影一致性 是指型线上任一点在三视图中的投影应符合长对 正、高平齐、宽相等的投影规律。 型线的光颀性和协调性可以通过目测来检验， 投影一致性可用样条来检验。
4.船体理论型线放样视图布置 视图的布置形式，主要根据船 舶尺度大小、线型变化情况及放样 场地大小而定。通常尺度小或线型 变化大的可采用分离布置，尺度大 并带有平行中体的可采用重叠布置， 如将纵剖线图与半宽水线图重叠， 或将艏半段与艉半段重叠。
二、船体理论型线放样步骤
1.作基线和格子线
船舶线型放样第一项工作就是作基线和格子 线。基线是线型放样的第一条线，它作得正确与 否，直接影响放样的质量，故要求作得十分精确
3.型线修改的原则及方法
修改型线是一项细致的工作,对型线 某一处的修改，常会引起型线上相邻部 分的变化，并涉及其他型线。所以在修 改型线之前，要对型线有关部分加以观 察和分析,然后着手进行，使得船体线 型三向光顺。
（1）型线修改原则
型值一致性误差不大于 ±2 mm； 设计水线以下各点的修正量应以小于图纸 上的比例尺寸的分母值，设计水线以上各点 的修正量可以放宽些； 船体型线修改前后排水量保持不变； 对总体性能、船体容积有关的设计部位 （船体主尺度、载重水线进水角及中横剖面 型线）不能任意修改； 主甲板边线型值在一般情况下不宜改动。
（3）作三组型线
1）作横剖面图的各根剖线 根据型值表的型值，用尺沿各水线量取 半宽值，沿各纵剖线量取高度值。与设计水 线的交点，须用样条在半宽图上量取；与中 纵剖线的交点，可从纵剖线图中横剖线与中 纵剖线的交点用样条量取。连接各点并与船 底线及最大半宽线相切即得各根剖线。当横 剖线各点不能连成光顺曲线时必须修改某些 交点的型值，直到型线光顺为止。在修改时， 设计水线各点的型值不允许改变。
2）作半宽图上各水线
用样条在横剖线图中将水线与 各横剖线交点的半宽值量下，然后 搬至半宽图中相应的横剖线上，与 船体中心线的交点可根据投影规律 从纵剖线图找到，光顺连接各点即 得各水线。
（3）作纵剖线图的各纵剖线 用样条将横剖线图中纵剖线与各 横剖线交点的高度值和半宽图中纵 剖线与各水线、甲板边线、舷墙顶 线交点的长度值，报至纵剖线图上 相应的横剖线、水线、甲板边线及 舷墙顶线上。光顺连接各点，即得 各纵剖线。特别注意当型线不光顺 时应进行修改。
1.型线图基本型线的投影特征
2.船体型线图
表征船舶主体(包括舷墙和首楼,尾楼)的型表面的 形状和尺寸，是设计和建造船舶的主要图纸之一。 船体型表面，对于钢质船舶来说，是指船体骨架 外缘所形成的曲面，不包括船体外板及甲板厚度。
3.船体理论型线放样
以设计部门的船体理论型线图上给出 的理论型值为依据，进行型线图的绘制。 绘制的原理和方法同船体制图。
1）作甲板梁拱曲线：梁拱最高点是在 中心线剖面上，在舯横剖面上的最高点到 横梁舷边端点之间的高度叫梁拱，一般梁 拱的高度是船宽的１／５０。
梁拱曲线的抛物线画法：作ＯC线垂直于ＯＡ线， 使ＯC等于Ｂ／５０（设计梁拱高度），ＯＡ等于Ｂ／２ （船体半宽）。将ＯＡ线四等分（等分点越多越好，这 里只分四等分），各分点用１，２，３表示。将OA线四 等分，d、e、f表示等分点，过d、e、f作OA垂线。连接 C－１与d垂线交于d”、连接C－2与e垂线交于e”、连接C －3与f垂线交于f”，最后将C、 d” 、 e” 、 f” 、Ａ各点连 成光顺的曲线，此线即为所求的梁拱曲线。
三、船体放样的主要作用
暴露和修正初步设计时的型线误差
补充和完善详细设计时的结构细节
检验和纠正生产设计时的施工缺陷
五、船体放样的准备工作
船体放样的准备工作包括：
图纸的准备：由设计部门提供船体型线图及其型值表、 基本结构图、中横剖面图、肋骨型线图、外权展开图、艏 艉柱结构图、船体结构理论线图，轴系布置图等； 场地准备：一般实尺放样均在放样间进行，也可在符合 放样技术要求的钢板平台、水泥场地进行，应对其场地有 效长度和宽度充分掌握，便于安排布置好三个投影图； 工具准备：船体手工放样工具较多，主要有 30－50 m 长的钢卷尺（用前由计量部门检验），木质及塑料或有机 玻璃样条，质量与大小不同的压铁、曲线板、粉线等； 材料准备：钉制样板、样箱和绘制草图所需用的材料， 如木板、铁钉、纸、笔等。 人员准备：合理调配人力。
5)作纵剖面图上的甲板中心线：将平面各站甲板半 宽点（甲板高、宽边线修改光顺后的样条Ｂ）以梁拱 中心线为基准平行投至梁拱水平线上，作梁拱水平线 的垂直线与梁拱曲线相交，取一短样条Ｃ，录取各点 与梁拱最高点间的高度差，然后将样条Ｃ掉头移至侧 面图上，以侧面图上各站甲板边线点为基准，将对应 的站线差距录在各站线上，光顺连接各点后即得甲板 脊弧中心线。将样条Ｃ掉头转向是为了求出图中y值， 如发现有个别点不在该曲线上，则应用样条Ｃ由甲板 脊弧中心线向下量取，再用样条光顺甲板边线，如侧 面无法修改光顺，则可再修改平面甲板边线半宽值。 如果侧面甲板边线不能再向上移动，则可将平面半宽 加肥，也可调动脊弧中心线。如此反复修改，直到甲 板脊弧中心线与甲板边线都协调光顺为止。
•.激光经纬仪法：目前已广泛应用激光经纬仪 来进行船舶放线型前作基线、格子线，以及 分段、船台的划线等。激光经纬仪就是在经 纬仪的望远镜上装只激光管，经望远镜发射 出Φ０.２毫米至Φ０.５毫米（可调至０.１毫 米）红色光束，以此红色光束的转移，得到 直线各点，连接而得到一精确直线。具体画 基线是：选定基线一端位置上，将激光经纬 仪校正水平和垂直后，（不让移动）只要转 动镜头不同的角度，在远处将地面上的光束 点划出，连接成直线就是所要作的基线。
（3）格子线检验
格子线作出后，应用钢盘尺拉对角线进行检 查，不但要检查大方是否正确，小方也要检查， 其误差每１０米内不超过±1毫米， １０米内不 超过±3毫米。如在误差允许范围者，再检查站距、 水线和纵剖线间距，要求相邻站距误差不超过± ０.５毫米，水线和纵剖线相邻站距误差不超过± ０.３毫米。基线与格子线的直线度每１０米不超 过±０.５毫米，线条宽为０.３～０.５毫米才算 合格，否则，需重画。 格子线画好并经检验合格后，在每一根格子 线的端头用色漆注明字号（如５站、１５００水 线、３０００纵剖线等）。
第四章 船体放样与号料
教学要求：
掌握:
理论型线放样
首、尾柱放样 纵横结构线放样
构件展开
第一节 船体放样概述
船体放样是船体制造工艺中第一 道施工工序。 船体放样是将图纸上以一定缩尺比 例绘制的设计图，放大成1:1的实尺图 样（或l:10、1：5的比例图样），作为 船体构件下料、加工的依据。
一、船体放样工艺方法
（1）作基线
•角尺线法：在离样台墙壁约１米处， 固定两只拉线架，其间距大于船舶总 长，在拉线架的装线轧头上系根Φ０. ３～Φ１毫米的钢丝，用拉线架将其 拉紧，并将钢丝低至地面最高不大于 １００毫米，然后用一准确的小角尺， 将角尺一边紧靠钢丝，划下各点，其 间距不大于二米，用直线尺和粉线过 各点连出此线，就是所要作的基线。