专业英语译文13-20

1、第13课船体结构与型线的关系13.1 型线的性质13.2 型线要求（画出的）型线定义了没有厚度的数学表面，而不是实际的外板、甲板、舱壁板、肋骨、纵骨等。对于这些组装在一起的结喉，由型线表示的表面必须清楚地定义，（同时）结构厚度的正常公差也应规定。为了做好这项工作，当放样工和船舶装配工承担将船舶详细生产图转 变实际结构构件时，他们必须很清楚结构与型线间的关系。型线表示外板、甲板、船底板和支持结构的连接情况，因此，型线定义了外板、甲板、船底板的内表面线以及支持结构的外边线。在这方面的常规做法已经发展到在本工业领域中的完整标准。图13.1和13.2说明一些实践应用。船体和内部结构型线的空间布置由它们

2、与水平参考面和垂直参考面的跳离来表示。水平参考面由图上的基线表示， 垂直参考面有两个， 一是位于船舶纵中线的垂直面， 另一个是位于船 长中点处的横剖面。水平参考面一般与水平船底外板型线一致（相符）。13.3 型线a、外板焊接外板的内表面通常是平齐的，并在型线上。这种布置的优点是不需要在外板肋骨与钢板厚度不同的焊缝相交处作折曲连接。b、双层底内地板的下表面通常是平齐的，并在型线上。竖向的平板龙骨布置在船体纵中线上，板厚的一半分别在中线两侧。旁纵骨和侧斜内底边板的内舷面在型线上。c、甲板板的下表面通常位于甲板型线上，不同如厚度标注在甲板之上。甲板边板比其他甲板板厚度大，这导致了在甲板边板内像出现突

3、起，正如在船中剖面上看到的，好象会妨碍排水， 但实际上由于甲板舷弧和梁拱的存在，这种状况并不出现。当使用非常规厚度的甲板板时，通常定义特殊的甲板板型线，以适应这些条件（指采用非常规厚度）。例如，在军船上首尾端可能采用6mm甲板板面船中采用厚板，型线有时在整个甲板上沿着距板上边缘为6mm的下方绘出。而不管板的厚度。类似地，甲板上若有一层薄的覆盖物，例如橡胶片，那么在不同厚度的甲板板上面，橡胶片的下面，需要将橡胶片压平至最小厚度， 这样，甲板板就可以布置成不同厚度的板的顶端是平齐的，而下边缘在 型线上。这种与船厂实践不同的做法，需要在结构图上说明。d、舱壁板如果横舱壁位于船中之前，那么舱壁板的后表

4、面位于型线上；如果横舱壁位于船中之后，那么舱壁板的前表面位于型线上。纵舱壁板的内舷一侧表面位于型线上。如果舱壁板的厚度是变化的，以及扶强材布置在侧面型线以外，那么应将舱壁在扶强材侧面进行平齐处理，以避免扶强材错折和开槽口，并且较薄的的钢板可以从型线处移走。e、肋骨和横梁外板肋骨和甲板横梁的卷边朝向船中，而跟部在型线上，如图 13.2所示。因为在船的首尾 端船体形状变化较大，所以这种布置方式可使人员方便地进入对舷侧肋骨的焊接与检查。在使用角钢或球扁钢的纵向骨架舷侧中，型材卷边朝下面根部型线上。如果采用t型材，则腹板的下边缘位于型线上。 在采用角钢或球扁钢的纵向骨架甲板之中，卷边朝舷侧外，而跟部在

5、型线上。当采用 t型材时，腹板朝向舷内的表面位于型线上。基于对结构构件与型线图关系的安全性的深刻理解，绘图员，放样员和装陪工之间应具有良好的协调配合。这种关系可以将其标准化，以避免出现装配上的问题以及结构不连续问题。13.4 结构找正和连续性船级社规范和结构分析方法提供了确定船体结构各部分的尺寸和厚度。合理地使用这些程序，设计者有理由相信他为结构提供了足够强度。同样重要的是结构找正与连续性。当结构构件所受载荷需直接作用到支撑结构上时，结构是要找正对准的。 找正通常只考虑在同一平面内的两个相连接的构件。这些构件通过对接焊， 或者是间断角接焊， 在垂直于这些构件的平面内，与另一侧的连续构件连续。这

6、项工作是重要的。但是，当其它这些设计要求放在有先位置而忽略了结构找正时，许多船便遇到了很重要的问题。这个问题是双重的， 即设计中考虑找正问题，建选中也需要考虑找正问题。设计中，对某一水平面上垂直载荷的支撑结构必须与下面的支撑结构对准。因此，在主船体内如果没有垂直方向足够的结构来对准的话，仅设计一个舱壁来防止甲板室倾斜，其效果是很差的。类似地，如果需要设支柱，必须布置或上、下对齐。如果上、下支柱中心线呈阶 梯状，那么必须采用桁材或其它方式做特别加强，以传递外力。找正的第2个方面是确保建造中所设计结构的位置能够真正地实现。不是每个装配工都明白这样的道理，即如果不能将舱壁一侧桁材卷边上的校准垫块与另

7、一边的垫块对准的话，将使舱壁板另外受到垫块支撑力的作用。在某些方面，设计者很难控制这种特殊的建造问题。这个困难可以克服的，即设计时考虑周到一些避免，装配工在结构对接找正时放入垫衬材料 操作不方便、看不清及不能简单直接测量焊接垫板的准确位置。设计者直接控制的结构找正要求必须尽早提交到发展计划中。相比于设计一套总布置方案，再在方案中试图寻找结构上的坚固的布置而言，在给定的能提供必要支撑的舱壁、支柱和桁材的框架内设计出总布置方案是更有利的。在早期阶段，结构设计者和总布置设计者的紧密协作对于一个平衡的设计是必要的。如果一个设计组或其它组（脱离大家）走得太远而没有沟通的话，不希望发生的结果是不可避免要出

8、现的。13.5 问题的一般结构具有连续性，那么就能够将外力传递到结构中而不会产生应力上的突变。理所当 然地，找正不良的结构基本上不具有连续性。然而，良好的找正，也未必保证结构连续性。 一个150mm x 10mm的扁钢可以很好地与一个 50mm x 10mm的扁钢对准找正， 但是连续性 却不好，除非将大的扁钢斜着切削至50mm o 一般地，当设计者保证舱壁由居中甲板的远端结构支撑是提供找正 （有希望连续）时，设计者对舱壁上的开口做补偿是为了保持结构连续 性。找正与连续性的区别是不重要的，但是，它们对设计和建造却是必要的。第14课、船舶强度14.1 强度船体结构比其它人造结构更复杂，其中原因是多

9、方面的。除了满足用途与装载（以及商船吨位丈量公约）要求而做的总布置外，其外部船体与内部舱室必须具有结构水密性，并能够抵抗在海上遭遇的外力。外部船体还必须遵从良好的水动力设计规定，包括比陆地上建造的结构物更为复杂的几何形状。在确定预期载荷方面会遇到很多困难。这些载荷包括货物、机器以及结构的静力（重力） 和动力，以及海水浮力和由风、浪、冰、热效应等环境载荷。环境动载荷特别是恶劣海况中 的波浪载荷，实际上是不确定的，并且只能用统计写观点来描述。这些来自船与海相对运动的外载荷与内载荷要求船舶结构能够抵抗抨击与甲板淹湿的冲击载荷，波浪诱导的水与主 机，反复弯曲而致的疲劳以及其它与海洋船舶有关的环境载荷目

10、前，通过对统计学与海洋环境影响的广泛深入研究，以及借助于高强分析能力数字计算 机，结构设计方法得到大大增强。具备这样的研究和计算机，就可以解决结构设计优化方面 的问题以满足强度和造价要求。为了介绍船体结构设计，船体强度将采用传统手段描述，这些方法已使用了很长时间， 且目前仍为结构设计的基础。 近来有更多的强度研究方面的应用随后介绍，作为基本方法的拓展内容。海中的船舶可以近似认作一个支撑梁结构，并受分布载荷作用。支撑力是波浪的浮力,载荷是船舶结构重力及燃油、淡水和货物等重力。当波长与船长近似相等， 且船头入水货离水情况下，是船舶最糟糕的受力状况。尾斜浪时，如果船首和船尾同时处在波峰或波谷中也能产

11、生这种状况，此时扭转力必须考虑进去。图14.1所示的船舶，船头和船尾骑在波峰上，而船中区域在波谷。此时，船舶将弯曲， 在顶部受压力而底部受拉力作用。称此船状态为“中垂” ，在这种条件下，露天甲板因为压 应力而有出现折曲的危险，同时，船底板因为拉应力作用而伸长。当船舶前进半个波长距离时，波峰在船中，而船首和船尾在波谷上，如图14.2船舶应力与前面的刚好相反。露天甲板受拉应力作用，船底受压应力作用。将此时船舶为“中拱”（好 像在你肩上抗一只猪）。船舶强度与梁理论梁理论假定，从强度角度，船舶可认为是一个空的近似为矩形（断面）的桁材。这个假定基本上是正确的。假定结构连续，力的分布已知，那么就可以计算这

12、个已知断面的梁的强度， 而不管其尺寸。然而，由于船体结构的复杂性，各种构件的不连续性，固定方式（挪接和 焊接）的改变，船体上的开口，动载荷以及受到的复杂的静载荷，为了利用而忽虑少数差异，这个简单的梁理论只是近似而不是一个准确的理论，但这并不能说该理论没有价值-梁理论论是船舶设计中使用的基本工具。在结构破坏的各种情形中，梁理论是分析结构强度降低的基本方法，也是采取修复措施的重要指南。尽管将船舶假定为一个简单的梁存在误差，梁理论在分析基础上得到了可靠的结果。该 理论应用广泛在强度计算及结果的分析与比较的基础上，提供了一个标准。14.2 梁与载荷分类在讨论将梁理论应用于船舶问题之前，先介绍固体力学（

13、材料强度）研究的一些重要情形。包括作用在梁上的各种类型载荷的效果分析。各种标准配置的支撑情况见图14.3.1 .集中载荷或点载荷：相对于梁尺寸而言，接触面小。2 .分布载荷：相对于梁尺寸而言，接触面大。分布载荷可以是均匀的，用梁单位长度上的 载荷表示。也可以是非均匀的，要么按某些数学关系变化，要么按任意方式变化。上述载荷的几种特殊情况包括：3 .摩擦载荷。作用方向平行于接触面，通常是法向力的函数。4 .重力载荷。由梁的重力引起，可以认为是分布载荷或作用在梁重心处的集中载荷。对某 些问题，为了简化，将梁假设为无重量的。5 .热量、慢性和磁性载荷。与重力载荷相似，不取决于物体接触，但却作用在整个梁

14、上。载荷还可以安产生的变形的类型或者按载荷作用的时间来分类。1 .轴像载荷通过梁截面的形心，并产生拉应变或压应变。2 .扭力载荷，使受力构件产生绕其轴线的扭转变形，扭力载荷常出现于轴中以传递动力， 也在汽车和赛车的出现。3 .弯曲或扭曲载荷由外力引起，在梁上产生一对力矩，并在梁载荷面上产生各种应力和应 变。4 .剪切载荷在梁中产生剪切应变。5 .复合载荷由上述各种载荷组成，使构件产生复杂的变形 根据载荷作用时间。可分为：、1 .静载荷。是逐渐施加上去的，且可以或不可以维持相当长时间（恒定载荷）.静载荷始终维持平衡，除非结构失效。2 .动载荷。随时间变化，具有下述类型：a）周期载荷或疲劳载荷：在

15、一段时间内经历了大数量变力作用。根据周期载荷频率情 况，可能引起共振，也可能不引起共振。b）冲击载荷或能量载荷。快速施加的载荷，产生振动且偶尔会在结构中产生永久性的 变形。直到振动逐渐衰减掉，才能重新建立平衡。第15课船舶结构应力和强度曲线15.1船体结构应力前面一节中强调了船舶与简单结构梁的相似性。这实际上是船舶强度计算的基本假定。然而，由于结构和所受外力的复杂性， 船体结构所有应力都必须在设计中考虑进去，以检验船舶强度是否足够。因而，为了区别其产生原因和影响效果，应力一般分为两组：（1）船体桁应力和（2）局部应力。船体桁应力船舶受到浮力作业而浮在水面。该浮力随着船舶排水量或排水体积分布不同

16、在纵向和横向上变化。这些构成了作用在船体上方向朝上的力。朝下的力是船内分布的各种重力，包括结构、机器、燃油、货物、压载水的重力。朝上的力和朝下的力的差值就是作用在船体桁的 载荷，该载荷在整个船长方向上是变化着的，从而产生纵向弯矩和剪切应力。应当注意到，由横向弯曲力矩引起的应力相对于纵向弯矩而言，通常不严重也不重要。就能（自动）将横向弯矩般地，结构构件的尺寸在满足了船舶的纵向强度和局部强度后,保持在合理的范围内。在计算纵向强度时， 简单梁理论是计算的基础，前面提出的关系式也可使用。对于船舶长度上的任意木it截面位置 x,其关系式为：mx y八 ix 在计算每个横截面的惯性矩时，所包含的构件必须是

17、纵向连续的（从前至尾的）。在任一横截面上，最严重的应力状况都是出现在甲板、船底板这样的离中性轴最远的结构中（图15.1）。在任一横截面上，在某些特殊载荷条件下，mx和ix是常数。然而，在船长方向的不同木it截面上，mx和ix是变化的。通常大多数船舶接近船中位置的横剖面上，船甲板和船底板处的应力最大，而该剖面上m7也是最大的（假设y的最大值略有变化）。驱逐舰的上层建筑与甲板室（图15.1未标出）比甲板和船底板离中性轴更远一些。这些上层建筑在整个船长上设计成不连续结构，并使用伸缩接头连接（船体），以避免上层建筑承受纵向弯曲力矩。通过对梁中性轴的讨论，可以知道最大水平剪切应力是沿着中性轴平向发展的。

18、根据垂向力的纵向分布，垂向剪切力沿船长方向发展。由于船型相似和船舶与主机载荷分布位于船 纵中，剪切应力的最大值出现在距船首和船尾1/4船长处，最大弯曲力矩在船中。对于这种船舶，一般的推论是最大剪切应力出现在1/4船长的中性轴附近。这些剪切应力的量值要求在该处及船舷附近作局部加强。还要声明下，由于牛顿第三定律（对每一作用都有一个相等的反作用）及维持平衡，反向作用力等于剪切力。这意味着对垂向和水平剪力来说，总是存在与剪切力成90 口的力偶。垂向剪力和水平剪应力是相互依赖的。局部应力局部应力由静水压力、设备的集中载荷和动载荷组成。物体水下部分每一单位面积受到水的压力，该压力与淹没深度成正比。 作用在

19、船体上的水压力的垂直分量通过船体内部骨架传递，并与船的各种载荷抗衡。尽管作用在船体上的水压力的水平分力相互抵消，避免了对船中的力矩，但它还是对船体产生了作用。 船体的内部骨架必须抵抗水破坏船体的趋势。 当船壳裂开，海水进入时，先前作用在船壳上的静水压力就变成对进水体积的边界的作用。这些内部边界必须足够加强以免破坏，并限制进水蔓延。静水压力还在燃油和水舱边界结构上施加作用。各个部分的重量在船内某些点处于平衡状态。这些载荷必须由内部结构传递到船壳上，然后由静水压力的垂向分力平衡掉。为了防止集中载荷引起过大应力，将支撑扩展以在一个大的面积上分布载荷。除了由静载荷引起的局部应力外，船体结构还受到风、波

20、浪、液体载荷的冲击作用。在军船上还受到导弹、鱼雷、井下发射引起的冲击波作用。结构损坏会对未损坏结构带来较大的应力，不仅是因为减小了构件剖面的功效，还因为结构中的不连续而引起的应力集中。15.2确定船舶强度曲线的方法在设计的初期阶段，要对强度曲线中用到的重量、排水量、稳性和其它参数进行计算。为了确定强度曲线， 重量的大小和位置必须准确计算出。在重量计算中，讨论其在实践中的一般做法是有必要的（有益处的）。重力分组。为了有序地进行重力计算，对重力进行分类并分为多个组。在船舶设计中，现今的做法是对船舶设备、备品等所有组成部分重量进行分类，分成如下7个组：组（1）船体结构组（2）推进装置组（3）电器装置

21、组（4）控制与监视装置组（5）辅机系统组（6）晒装和内装饰组（7）武器装备上述分组目前在军船重量计算中已成为标准做法。在每一组中还可以作进一步细分。关于详细划分的完整描述可以在“船舶工艺分类结构（手册）”中找到。重力计算。在早期设计阶段，重量主要是通过与已知类似船的重力分组情况的比较而估 算出。主要结构项目布置好之后， 重量就可以直接计算。 重量还要在初期设计和合同设计阶 段重新进行更为详细的计算。在船厂的详细设计阶段还要作进一步详细的计算。（省略一段）建造的同一级别的第一第一艘船应频繁地对每一个组成部分计量。也就是说，装船的每一材料和设备都必须过磅， 并记录其重量。最后把各项相加就得到它的总

22、重量， 并作最后的 重量校核。将各组重量相加，并分别将对平板龙骨平面和船中横剖面的垂向力臂与纵向力臂计算并 相加。这样，单位长度上的重量就可以确定，并画出重量曲线。浮力计算。浮力计算相对来说简单。 通过不同装载条件下横剖面在水线以下的面积就可以计算出该值。对于任何给定的水线或排水量条件，在整个船长范围内将剖面面积（水线以下的）以某个方便的比例的坐标形式画出。将这些坐标点光滑连接以后就生成了一条曲线，可以描述在整个船长方向浮力纵向分布情况。载荷、剪力和弯矩曲线（略） 第16课结构完整性对船舶结构的最简单的描述是船体作为一个梁，可以支撑作用在它上面的各种重力（包括自身重力），抵抗由集中载荷引起的局

23、部力及局部浮力，抵抗各种水动力。对于任何结构，各个点处的应力都必须维持在建造材料所允许的极限之下。同样地，局部和整体挠曲度也必须保持在安全限制之内。在梁理论应用到船舶设计的长期令人满意的实践中，假定船舶由一个准定常波 （即相对于船静止的）支持。该波波长与船长相等，而波高为波长的1/20。船舶首尾端置于波峰或船 中置于波峰。船长分为 20个分段，在每一分段上重力和浮力须列表仔细计算。每一分段上 重力与浮力之差处理为作用在整个分段上的均匀载荷。这20个载荷作为船长位置的函数可以绘图，这样的曲线沿船长积分就绘出了剪力曲线。依次，剪力曲线沿船长积分就得到了弯矩曲线。弯矩曲线最大值通常在船中附近。最大弯

24、矩除以船体梁横剖面模数就得到弯曲应力值。剖面模数可以根据详细结构图计算。考虑到有些载荷在分析中忽略了，如波浪动载荷， 在计算中要取足够的设计余量。大约从1990年起，如上所述的波浪载荷准定常处理被认为是不准确的。而准确的方法是先计算出静水（即海平面）弯矩，再加上由经验公式计算的波浪弯矩。波浪弯矩仅与船舶 尺寸和尺度比有关。公式中的系数来自海上测试及结构模型试验。因而公式计算结果与实际吻合良好。该公式现已在各船级社中颁布，用于指导商船设计。然而，尽管一个简单的公式可能对典型船在典型海况中具有很好的符合性，但还不能保证对任何船舶、任何海况下都有效。 由于这个原因，关于海洋与漂浮结构间相互作用的研究

25、 仍在继续，目标是能够计算出海洋与海上结构物间的所有相互作用的载荷。这个工作是很复杂的，因为研究者必须能够计算出在波浪影响下的船舶运动，以及船舶运动引起的波浪。浮力、阻尼和惯性力效果。 这项工作如果没有海上测试、模型试验和计算机资源是不能的。计 算机程序在1970年代逐渐流行，通过不断努力会在21世纪继续它的辉煌。波浪与船体间的相互作用也会以动力模式出现。一个明显的例子是运动的波与运动的船间的冲击力。一般地，这种冲击结果是较小的，但是在汹涛天气情况下，当船首迅速击水时会出现砰击现象，造船船体抖动。抖动或击振基本是以双节点频率为主的船体振动。它可产生与准定常波下弯曲应力相当大小的应力。它还能在附

26、近产生非常高的局部应力。另一种由波浪激励出的船体振动是颤振，也能产生非常大的应力。 颤振的原因是遭遇波浪频率与船体固有振动频率的共振。砰击和击振可以用减速和改变航向来避免，但是颤振是难以避免的，因为在典型海洋状态下频率范围宽大。幸运的是，还没有任何已知的结构损坏是由于颤振造成的。对这些动力的充分计算及其结果要求大型计算机资源，因而直到1980年左右才开始重视起来。目前已取得主要进步，但技术难度还未降到可供实用的标准设计程度。传统的船体结构包括龙骨、 横向构件以及与肋骨端部连接的甲板横梁一一所有这些支撑了相对薄的船壳：甲板、 舷侧和船底。这种结构型式在中世纪欧洲船舶中流行，在钢质船舶 时代仍采用

27、。然而，甲板横梁与肋骨对抵抗纵向弯矩没有任何贡献。纵向构件对纵向强度的贡献而允许船外板较薄一些。 这种骨架型式在实践中深受欢迎，因为减轻船体重量是重要的。然而，纵向构件要求有舱壁和强肋骨的横向构件支撑。对于强肋骨，相当于局部舱壁，可以伸入到船内37英尺。这样就明显地降低了纵骨架式结构的优越性，却不是以完全地否定其优点。强肋骨还具有妨碍内部空间使用的缺点。结果，简单的横骨架式结构还在许多船上采用。第17课船舶建造过程船舶建造是为客户（私人船东、公司、政府等）生产产品（船舶、海上平台、浮动结构等）的工业。在大多数情况下，产品是根据购买者特殊要求而建造的。这种情况即使是建造一系列相似船舶也是这样。

28、整个过程依客户要求而变化， 但是通常都要包含一些明确的阶段， 概括起来有：。客户要求的进展情况。初步/概念设计。合同设计。投标与签约。详细设计和编制计划。建造造船过程的第1个阶段是对客户产品要求的简洁陈述。例如，一个航运航线预计在日本和加利福尼亚之间每年运输25万辆汽车，一个国家运输部门需一个陆内水域每天运输15 万乘客，超过10个航次，每个航次平均30个旅客；某石油公司需每年从加勒比海至美国东北部运输1千万吨原油；或者，美国海军需要一艘船能够将战斗部队短时间内运送到世界各 个地方。一个航运航线的船东也可以预计在美国和中国某地间集装箱运输增长情况。用途及签订新船的解说可窄可宽，但最终的产品应当

29、反应出船东的需要和打算的用途。一旦船东明确需要一艘新船并操作其要求，那么下一步就是初步确定船舶的基本特征。此初步或概念设计阶段可以由船东的职员在内部完成，即通过船东雇佣的代理来设计，或由一个或多个船厂的职员来设计。在美国通常的操作方法是雇代理来完成初步设计。但在美国海军除外，因为他们自己拥有一支庞大的初步设计队伍。对于具有足够的特殊船型经验的船东，为了满足特殊操作要求，可直接与船厂接触。目的是开展满足要求的设计，并发挥建造经验的优势，使船厂能够缩短建造时间和降低造价。这个阶段的最终产品是对船舶的一般说明，包括尺度、船体型线，总布置，动力，主机布置，任务系统说明（例如货容，操作设备， 作战系统或

30、居住性），各种重量（如燃油，淡水，配员，储物）以及主要系统（如结构，管 系，电器，主机和通风取暖等）的初步说明。基于对所造船舶的一般描述，也是初步设计阶段的结果，为迎接投标或签约要求准备 更为详细的资料。这个资料称为合同设计，必须是非常充分详细的，以便有意该项目的船厂进行造价和时间的估算。 正像初步设计那样，这项工作可由船东职员、 设计代理或船厂自己 来完成。由船东职员包揽合同设计准备工作的做法并不常见。合同设计完成之后，就是选择造船厂。除非船东参与到船厂的初步设计或合同设计中， 这样的设计相互认可， 马上就能谈合同，通常的做法是根据合同设计和说明要进行竞争、投标。由于新船造价高，所以合同一般

31、是既长又复杂。最重要的是造价、交船日期和性能要求。在竞标完成及合同签完之后，造船过程的第5个阶段，详细设计、制定计划和时间表就要进行了。造船包括购买大量的原材料与构件，制造大量的部件，及组装这些构件与部件，因而要求制一个复杂而详细的计划。详细设计及计划必须回答这样的问题：“什么，在哪，怎样，何时和由谁。确定什么部件、什么样的组装方法和什么样的系统，以及要购买什么 样的构件，是详细设计的基本内容。 在哪和怎样是关于设备使用问题的，包括确定在船厂的哪个位置，建造工具与技术。在这里还要回答转包合同事宜，室内制造与购买的问题。 这些问题均作为计划的一部分加以解决。“何时”决定了各种操作的结果，包括采购

32、与建造以及需要资料的次数（设计、计划、正式批准等）这是一个时间表。最后，“由谁”是关于船厂劳动力的使用。显然，对这些问题的各种回答是非常相互依赖的。任何船厂或造船项目的成功直接与这些问题的回答或与详细设计和计划过程相关联。造船过程的最后阶段是船的实际建造。船舶建造可认为有四个层次。第1个是部件制造，用原材料（如钢板、型材、管件、板状金属和缆索）生产单独的部件，构件的采购与操作也可认为是这个低层次的一部分。第2个层次是将构件或/和部件连接在一起，建成组件或单元。第3个层次是将这些小的组件或单元组装或船体分段，船体分段通常是在最终建造地点之外的最大的船体部分。最后的层次是检成船舶，包括在建造地点（

33、如下水船台、草式船坞、干船坞）的合拢。造船的实际过程主要包括装配，建造部件，单元或分段，最终完成 一艘船建造阶段最重要的是确保船舶符合合同要求。因此，在交船前，要做一系列的试验。船舶建造可以看作这样一个过程：在船东需要一艘船去完成某些任务时开始，在一系 列纸上工作中（设计、签约、制定计划等）进行，在大量的制造、组装、合拢中完成所期望 的船舶时结束。造船生产在很大程度上取决于在每一阶段（都要）认真地思考（周到的考虑），管理和执行。造船工业已经有几个世纪的历史了，与人类历史共进。造船技术伴随着船舶设计，材 料，市场和建造方法的改变而改变。船舶企业组织也紧随这种进步而变化。在整个早期历史上，造船和大

34、多数早期工业一样，受工艺状况所限。这样，造船前也没有制定计划。由于船东希望在新造船上有更多想要的特征功能，造船者就要求制定更多的计划。然而，在使用铁和钢造船之前，除了船模或所造船的简单图纸之外，很少有其它用于指导造船。随着工业过程变得更复杂和有效，造船者也随技术的步伐。造船细分为专业化，如船 体建造，主机，晒装和涂装。更近一些，大规律生产和焊接技术的发展，对造船产生了深刻的影响。在1960年代和1970年代，造船者继续努力运用大规模生产技术和组装线方法。从那时起，出现了不同的造船方法并证明更好地适应本工业的经济与技术条件。这种方法就是建立在成组建造技术的应用上。本教科书的目标是介绍成组建造技术

35、在造船中的原理与应用。正像已经存在很多年的任何工业一样，任何在用的系统都是一个就技术与新技术的混合体。本书描述的系统已在多种来源中介绍过，包括来自很多地方的现今实际做法。毫无疑问，在世界上没有一个船厂能够精确地按照这里介绍的去操作。所陈述的包括许多方向， 主要是联合制作一个系统，目的是在现有经济和技术条件下， 优化造船生产力。本文旨在指出一个路径， 为读者提供一个机 会去获得造船工业各方面的一些知识，包括近来的发展。第18课计划编制与进度安排18. 1初步计划编制初步计划编制在签约之前、投标之市完成。第 1步是确定那些关键事情的日期如安放龙骨、下水和交船日期。由于最终设计、材料市场及劳动力状况

36、不确定，这些日期还需要修 改以便留出富裕时间来满足委托书要求。这是管理上的显著特点。 关键日期一般在船台施工进度表上标出。当船台数量减少时（只有1个或2个船台或造船场地可用时），这些日期就变得严峻了。为新设计估算船台进度是困难的，特别是还要进行研究试制工作或需要新设施是，经验在这时就显得非常重要，因为没有时间去做任何深入研究。对于任何有效率的工作，不论是在船厂制定的计划还是由分包商制定的计划，工程师 们和工艺员们必须与船厂紧密合作。最大程度地减少隐患及确保最大程度的成功的唯一途径 是考虑建造的每一步和进度情况，不管是多么微不足道的一步。这个要求也同样适用于机器安装和晒装作业。设计工程师熟悉影响

37、生产的各种相关因素是十分必要的。这些相关因素有钢板、组件、构件单元的最大尺寸和重量，但最重要的是设计阶段的最开始制定的建造计划的时间和工作量。为了在设计和建造中提供一些机动性，经常要写一些说明给承包商。使其有一些合理 的选择余地，例如在尾柱中，使用铸钢件、锻钢件或焊接件或者使用放射线或超声波来检察 焊缝等。此外，说明书中还可陈述建造方法或承包商更喜欢的系统。a.施工图购买如果一个系统的船在不同的船厂建造，一个船厂可选择从另一船厂购买施工图。然而，对一个船厂来说，使用别人的图纸来有效率地造船是很苦难的，各厂的实际 情况不一样。正常的话， 如果不是少量的图纸，那么建造与安装程序是完全不同的。即使进

38、 为少量图纸，公差也是存在的。当施工图是由设计代理做出来的时候，同样存在上述问题， 除非设计代理与船厂紧密合作。其结果最多是不很满意的。b.晒装与机器设备购买晒装与机器项目可以通过多种途径购买。首先，一些标准设备可以购买成品现货，如索具、阀门、风机及汞等。其次，一些复杂的设备如锅炉、操舵设备、 主推进设备及装卸设备等需要工程师们提供技术说明。例如操舵设备可包括前进和后退时舵的水动力转矩，最大舵角、转舵速率、最大冲压及舵杆尺寸等。这些说明应发给供应方以寻 价。第三，有些固定项目由外面承包商准备及施工，如工匠事务，铺地板，绝缘施工等。c.船东提供的设备船东通常提供一些固定的设备，如雷达、航行设备、

39、冲洗机器及烘干机、床垫、棉麻制品、厨房用具、餐具及其它各种备品。在军船上，基本上所有的武器装 备和侦察设备都由政府提供。在某些情况下，政府供给的设备在造船签约时还处于研究阶段， 这就给制定计划和进度安排带来更多困难。d.特殊设备船厂有时能得到建造非常规船合同，如 lng船和半潜式钻井平台。在某 些情况下，需要为上述项制造全新的（配套）设备。在这些新的配套设备中最主要的是为了建造和操纵lng船大型舱室和球舱用的。850t重的球舱必须由特殊的送输装置将其从建造厂地移到一个专门为此项目建造驳船上，然后，运送至900英里外的船厂，船厂还需一个新造的1200t的起重机来操纵这个球舱。除了新造设备外，还要

40、研究新的方法来建筑、安装这些非常规的结构物与设备，例如 核动力船或各种 lng船的封闭设备与隔绝设备，还要求有一些严格控制湿度和湿度的新方 法。在将这些新方法融于正常的船厂生产时，还需要有一套强化训练和管理的程序。 18. 2 工程与设计由于要满足许多规范及船厂设备的复杂性，工程部人员也要参与帮助初步设计制定工作中。要引起重视的是，新规范如来自国际海事咨询组织，美国海岸警备队等的，使工程工作量大大增加。但这对初步设计与最终设计是必要的。工程工作应尽可能早地启动，甚至在进度表制定之前启动。工程部在完成由船东或其设计代理制定的合同计划和说明中规定的部分工作会发生很大变化，这就很大程度上影响了船厂对

41、工程部要求的工作进度。通常要求船厂制定出独立的重量估算并开展基础设计研究，使绘图室能够制定施工图，并使采购部门能够预定部件。船厂工艺部应制定详细施工图和材料清单， 图纸设计进度应列出表格，标明开始、完成、 批准和船厂开工发布书的日期。 订购材料的时间经常决定了绘图开始的日期。 无论何时材料 包括钢材供应不足，或无论何时存在延长交船时间的可能，订单经常在计划批准之前签下。当然，这样做使船厂承担风险。在设计进行时和建造期间，设计变更是不可避免的。这些变更会影响进度、采购，甚至是交船日期。影响船舶重量、重心或体积的变更必须重新核定它们对船舶特性的影响。在变更批准之前，这些变更的效果及发生的费用必须被

42、所有相关部门接受。然而，大多数合同要求，由于签约时还没生效而在建造时生效了的规范的原因而需要进行的变更，船厂在变更造成的费用没有批准之前，可以着手进行变更，并标记作“须要变更项”。由船东或船厂提出的任何附加项或变更很明显应尽可能早地提出来。 18.3生产设计制定如图18.1所示的进度图是有用的，可以将各个分段提供给一般工段和后续的工作作为 指南。对于主机和在船中的船舶，总装程序通常是以船中开始向船尾建造，再向船首建造。 当主机在船尾时，第一个分段建在船尾以便先为机器提供空间。对每一船厂来说，进度制定方法是相同的， 且通常反映出实践试验。总进度表对管理部和生产部都是最有用的， 能够突出主要工作和

43、事件，指出工作的结果以及各种任务间的相互关系和与整个项目的关系。在工作流程网络中的基本原理是任务对任务的相互作用。也就是说，任务c必需在它的前道工序任务a和任务完成之后才能开始。当然，这是通常的每项任务的任务对时间的相 互关系。这些原理是以一种形式或另一种形式在整个工业领域应用。但是，现在计算机使以网络形式充分利用这些原理成为可能。 a网络流程进度制定技术。这项技术工作经常用于管理大型、复杂且可能无重复的工程，如北极星级潜艇项目，包括核动力潜艇、导弹和惯性制导系统需要同时规划和制定进度表。 这项技术的例子有规划评估与复核法（pert和关键路径法（cpm,二者都提供了图形表达的方法，用于表示完成

44、一项工程不同操作。这些网络可以修正，以展示进度表调整后的效果，而进度表调整又是设计、延期等变更所需要的，也可以从统计上处理该网络以便获得完成可 能需要最长时间和最短时间的概念。图18.2表示整船进度中的一小部分的关键路径法网路。任务以网路图形式表示。 箭头代表每项任务。表示每项工作的线段长度没有时间意义。整个网路中各个路径的总长度可以计算出，最长的路径是该网路中的特殊部分的关键路径。与不在关键路径上的任务相连的空闲时间量称为机动时间。这些工作可以在各自时间范围的任何时候完成，不能耽误整个工程。 b网路流程的实际应用结构网络简单而具有操作性是重要的。同样，忽略所有相关的不重要的工作也很重要。否则

45、，网络将会太臃肿而丧失其重要价值。如果发现在关键路径中减少总时间是必要的，即加班费、重新制定进度或分包工作可以实施。由于网络的分流效应，减少分配给先头任务的时间通常是更经济的。任务重叠总是管理上的一个难题。在某些情况下，在绘图室特殊工作的开始与该工作完成之间，会存在一些重叠的步骤。例如，在通风系统中，在绘图室完成其全部绘图工作前， 有一部分工作可能已经设计好并开始制造。当对进度表作出修改时， 将创建一个新的路径。必须强调指出，可能有多种路径，大概在不同的区域里，应当认为是关键的（路径） 。事实上，每个部门都有其自己的关键任务。在投资感兴趣的区域和简化较复杂的网络以使应用于管理方面，小型网路是有

46、用的。有时，将一个网路与其他合同的网路混合在一起是必要的，这样可以为维持稳定的劳动力和多个合同集中导购提供帮助。 18.4施工进度表（甘特图）这种图一般来说对管理是非常有用的，尤其是减少船厂的复杂工作很有用。甘特图是一种复合条形图，显示了在时间这条基线上，伴随每个关键的各种主要事务。由于这种图必须表明各种事务间的相互关系，一些在网路流程中使用的原理在该图上也采用。19课船厂设施19.1 一般介绍（概述）在新的和现代化的船厂中，非常希望建立一条流水线使材料能够集中到组装区域，并最终能有序地集中到建造地点，由于市场的不可预知性，很难在引进昂贵的装配线设备以满足 一种船舶和同时保证船厂能够建造各种船

47、上结构的能力之间找到平衡。在船厂，同一时间在建造不同类型的船舶是常见的，建造周期跨越数月至数年，巨额支出说明在多种船型建造计划中是更精确列出的。然而，通常计划是采用一些引出来建立一条有序的物流方案。现在的发展趋势是组装区域更大，合拢地点更少，由此导致合拢位置完全融合于整个物流计划中。19.2 合拢地点下水的特有方法是将船横移到一个特殊的浮船坞上，然后在按通常方法将船卸出，一种方法是横向移船到浮船坞上，如图19.1 ,这种方法在移船过程中浮坞通过压载水而保持位置，而移船结束后，排出压载水托起大船，移位后再打入压载水，脱离大船，使船浮于水面。另一种方法是将船前半段和后半段分别建造，移动到浮坞上，然

48、后合拢焊接。19.3 钢材储存在一个典型的现代船厂，有一个集中的钢板与型材储存区，在此处通过自动传送系统传递，至自动抛丸除锈和喷漆设备后再进入大型封闭的生产车间，在车间里可组装超过200t的结构。在一些装配车间内钢板存储区，通常由多功能磁力式龙门吊或桥式起重机来完成周转， 起重机负荷最大可达 20吨。当有无磁性的板材，如铝板需要吊运是时，则使用吸盘来代替 磁头。事实上，空气吸盘或钢板操纵的真空技术在建造驳船时用于操作大型底部和舷侧板的 某些设施上是特有的装备。19.4 钢板加工与组装组装系统的装配线类型的早期著名实例之一是瑞典gotaverkrn s arendal船厂的装配线，钢材料进入一个

49、单独的组装线。船舶分段包括一些晒装，组装在一起，然后与前面已 完成的分段连接在一起，已经完成的船体部分从遮蔽区域移出进入建造船台，然后新的分段进入（遮蔽区域）。这项操作一直持续到船坞上的船全部完工，准备浮出船坞，在另一个船 厂，在遮蔽车间里完工的分段进入倾斜船台，当船全部完工时，以常规方式下水。与阿伦达尔船厂装配线不同（美国）ingall的怕斯卡古拉船厂采用的是多条平行的装配线，每条装配线始于加工车间，通过构件组装区到达模块组装区。这些结构模块是船体分段，包括大多数晒装，模块于是移送至最终的船体总装区。装配系统从钢材储存区将钢板和型材运送上午加工车间。在大多数加工操作中，第一步是钢材切割，数控

50、切割机是最常用的钢材切割机之一，它能够自动切割多块完全一样的钢板，并能切割镜像对称的钢板，作为加工的第一步一一切割平钢板。有些船厂对腹板高度为 200mm460mmj角钢和t型扶强材，采用加工方法获得，而不是 购买滚轧的成品，再去掉一个卷边，在某些情形下，这项工作可将构件通过固定自动焊接机 来完成。因为焊机可一次焊接多个型材，腹板高度超过460mm勺在任何场合都要采用加工方 式获得，关于角钢，一些欧洲的轧钢厂可以提供腹板高度达500mm勺成品和焊接件，包括成品角钢与平板的焊接，使腹板高度达到1000mm现在很多船厂在加工制造区都包含板材生产系统，该系统将平板板材焊接在一起，由自动焊机焊上扶强材

51、，并在生产线上传运板材，在线上一些构件可以焊接上。弯曲表面构件的装配在一个特殊加工的摸板上或限位胎架上完成。喷涂设备。在一些船厂中安装的另一种单独的装置是大型抛丸机（除锈）和喷涂装置， 该装置能容纳大型构件单元例如从板材生产线出来的组件，在大多数装置中，整个构件单元在抛丸机除锈时可以翻转。缓冲区。因为从板材生产线、喷涂设备处及其他组装区完成的组件合出现积压，所以必须有一个空地来储存这些组件直到它们需要运走。这个空地有是称为缓冲区，也就是能够吸收任何过剩的组件的一个地方。当然，理想的区域（缓冲区）是沿船坞旁设置，这样，大型 的门吊能够伸到缓冲区上方以及船坞上方，于是就能从船坞和坞端吊运至大船体分

52、段。19.5 材料运转将重大分段，有些超过 200t,从板材生产线或喷漆设备处运输出去通常采用自身 驱动的拖车式载运车来完成， 与上设有液压机械装置， 这些载运车能够自行举起那些分段单 元而无需其他设备帮助，对于一些较轻的单元组件，可以根据实际情况采用汽车吊、龙门式吊运车和叉车等来运输，在车间内部，起重机能力常常决定建造方法。最引人注目的钢材运转设备是最近在美国几个船厂中安装的巨型龙门吊。在一个船厂 中，安装了一个起重量 2000t、高60m的龙门吊用于操作大型 lng船的球型铝舱，在另一个 船厂，有一个900t,跨距为165m的龙门吊，不仅用于建造船坞，而且用于船坞旁的大型组 装区。有时，这

53、些起重机可以伸展到水上以操作水上载荷。其他船厂运用串接的 2个或4个旋转式起重机来吊运重大分段，这种方式具有明确的优点，因为每个起重机能服务于一个大区域，如建造船坞，但是沿着船坞的侧面它们的起重能力受限制。在一些船厂中，旋转式起重机通过旋转起重机转向台车，可以沿两套不同的轨道行走，一套轨道与另一套呈直角。在晒装码头，旋转式起重机，即使具有很小的起重能力， 必须配有横长的起重臂，大约60m长，以覆盖到大型船的所有部位。在大多数大型港口，浮吊具有 500t或以上的起重能力，而在一些船厂中，尤其是从事 修船的企业，配有自己的浮吊。当整船要从建造地点运到下水平台或专门的平船坞，或者，当大型组件或船体分

54、段需要水平移动时，采用的方法大概是相同的。这项工作通常由同步液压装置来完成。该装置的工作原理同千斤顶一样简单，通过液压螺母安装和撤下推进器。应设有专门装置以防载荷移动时突然失控。这方面起动摩擦和移动摩擦间的差别是重要的。实际上，在家个同步液压装置一起运用来移动船舶或其他大型结构。第20课船舶cad/cam计算机在船舶工业中的应用始于1950年代初期，从那以后稳步的发展。 最初作为计算工具使用，后来计算机应用扩大到包括很多检测造船计算中，计算机在船厂，目前的和潜在的应用并没有被cad/cam术语完全严格的覆盖，例如一系列计算机辅助功能包括： 计算机辅助设计（cad ） 计算机辅助绘图计算机辅助工程（cae）计算机辅助制造（cam ） 计算机辅助材料说明计算机辅助施工计划制定（capp）计算机在造船中的应用包括：估算；设计；工程；绘图；制定计划；制定进度；财会；采购；材料管理；数字控制操 作；机器人技术（自动技术）；精度控制；质量保证；（库存）管理；股价。因而，术语cad/cam的含义必需扩展，最终结果常常认为是计算机集成制造（ cam）.20.1中描cad/cam 或者cim系统是硬件与软件的合成体。这样一个系统的最终目标在图 述。在与完整的造船系统协调后，用户与计算机通过至始至终的图形终端设