首尾柱的放样与展开

1、第十四节首尾柱的放样与展开首尾柱是船体首尾部的重要构件，它们的放样和展开是船体放样的一项重要内容。一、首柱的放样首柱放样是船体型线放样的一部分。由于首柱型线比较复杂，设计部门提供的型线图难以将它完整、准确地表示出来。一般仅绘出首轮廓线，有时也给出舷墙线、甲板边线、折角线和某些水线的首圆弧半径，但往往不准确，仅作为放样的参考值。因此，首柱放样的目的，就是要在光顺好的船体型线图上，补充绘出表示首柱形状的全部型线，以便展开首柱，制作加工样板。首柱表面实质上是由许多水平首圆弧曲线沿首轮廓方向光顺连接而成的空间曲面，它还与其相邻的船体其它部分光顺连接，如图551所示。因此，首柱放样必须满足以下光顺条件：

2、图551首柱型线的特点1）各首圆弧曲线必须与相应的水线、折角线、甲板边线和舷墙顶线等光顺地连接。2）首柱中心线（即首轮廓线）一定在中线面上，且必须是光顺的。3）各水线、折角线、甲板边线和舷墙顶线与相应首圆弧相切的切点所连成的首圆弧切线必须是光顺的。4）通过各首圆弧的任意斜剖线及直剖线，必须是光顺的。首柱放样的任务是完成如下工作：1）修改和确定首圆弧半径，绘制各水线、甲板边线和舷墙顶线等的首圆弧。2）绘制首柱板与外板的接缝线。3）绘制与首柱相交的横剖线和肋骨型线的根部型线。1绘制首圆弧，如图552所示。图552首圆弧的绘制1）作首圆弧折角线（1）将纵剖线图上首柱中心线与舷墙顶线、甲板边线及各水线

3、的交点l、2、6，投影到半宽水线图的中线上，并以各投影点为垂足，分别作中线的垂线，称为折角垂线。（2）将半宽水线图上舷墙线、甲板边线及各水线的首部型线向首自然地延长，与相应的折角垂线相交，得a、b、f各点，它们的交角称为首圆弧折角。（3）在横剖线图上，量取最低一条水线以下的船底折角的半宽x1、x2，将其转录到半宽水线图上对应的肋骨线上得交点g、h。（4）将半宽水线图上的a、b、h各点连接并光顺，即得到首圆弧折角线。2）求首圆弧半径在半宽水线图上作各首圆弧折角的角平分线，它们与中线的交点，就是对应首圆弧的圆心。从圆心到对应折角垂线的距离，就是该首圆弧的半径。3）作首圆弧半径曲线，并检验其光顺性（

4、1）在纵剖线图上用样条围在首轮廓线上，将1、2、6各点录下；使样条伸直，将样条上的l、2、6各点转录到一直线上，分别得1、2、6各点。（2）过1、2、6各点作直线的垂线，在其上量取对应首圆弧的半径值，得交点1、2、6，作样条将各点连成光顺的曲线，即为首圆弧半径曲线。若有个别点子不在该曲线上，应通过重新修改首圆弧折角线和首圆弧圆心位置来修改、光顺首圆弧半径曲线。4）绘制首圆弧用上述光顺所得的首圆弧半径和圆心位置，在半宽水线图上绘出各首圆弧，并使相应的水线、甲板边线和舷墙顶线与它们相切。5）绘制首圆弧切线用样条将各切点连成一根光顺曲线，即为首圆弧切线。由于首圆弧与水线等在切点相切较为平缓，切点一般

5、不能准确确定，可作如下方法准确作出：以折角垂线与水线等的延长线的交点为圆心、此交点到半宽水线图船体中线的距离为半径作圆弧，圆弧与延长线的交点即为切点。首圆弧切线既能起到最后检验首柱型线光顺性的作用，又是绘制首柱与外板接缝线及制作首柱加工样板的重要依据。因为首柱与外板的接缝线，通常布置在首圆弧切线以外，否则，会增加首部外板加工的复杂性。2绘制首柱与外板的接缝线此项工作的目的，是为首柱展开及制作首柱加工样板提供依据。绘制方法如图553所示。图553首柱与外板接缝线的绘制1）根据首柱图纸上规定的尺寸，先在纵剖线图上光顺地绘出首柱与外板接缝线的投影曲线。2）将纵剖线图上接缝线与肋骨线的交点d、h、j，

6、投影到横剖线图相应的肋骨线上，得d、h、j点，并将其投影到半宽水线图的相应肋骨线上，得d、h、j点。同样，将接缝线与舷墙顶线、甲板边线和各水线的交点a、b、i，投影到横剖线图上得a、b、i点，投影到半宽水线图上相应的曲线上，得a、b、i点。3）用样条将a、b、j等点光顺连接，得到接缝线在横剖线图的投影；将a、b、j等点光顺连接，得到接缝线在半宽水线图上的投影。若不光顺，应进行三向光顺修改。3首部肋骨根部型线的绘制首部肋骨线与已知的水线和纵剖线等的交点较少，故首部肋骨根部型线不不够准确。首柱型线确定后，即可运用作辅助线的方法，增加所作肋骨根部型线上的交点，来求取肋骨根部型线。辅助线的作法一般有三

7、种。1）在纵剖线图上作若干根平行于首柱中心线的辅助线。2）在半宽水线图上作若干根等分各首圆弧的辅助线。3）在半宽水线图（或横剖线图）上作若干根辅助纵剖线。如图554所示，是在半宽水线图（或横剖线图）上作若干根辅助纵剖线，来求取肋骨根部型线的方法。图554首部肋骨根部型线的绘制1）在半宽水线图上作200、400、600、800和1000辅助纵剖线，并投影到其它剖线图上。2）以100肋骨为例，将纵剖线图上各辅助线与100肋骨线的交点a、b、e，投影到横剖线图对应的辅助纵剖线上，得点a、b、e，将它们与原100肋骨一起连成一条光顺曲线，即为100肋骨的根部型线。二、首柱的展开首柱展开是对钢板焊接首柱

8、而言的，并且在放样的基础上进行。钢板焊接首柱为双曲度空间曲面，除了曲度变化较大的部分需要钉制样箱外，其余部分可进行近似展开。首柱的展开很多，展开时可以利用首柱放样过程中所作的辅助线，也可以根据首柱板的特点而作一些辅助线。如图555所示，在纵剖线图上作若干根平行于首柱中心线的辅助线来近似展开首柱，具体展开步骤如下。1）在纵剖线图上，平行于首柱中心线MN作若干根等距离的辅助线11、22、66，并将其分别投影到半宽水线图和横剖线图上。2）过A、B、C三点分别作首柱中心线的垂线，得A剖面、B剖面、C剖面。3）将纵剖线图中的首柱上、下口线及A、B、C剖面与辅助线的交点投影到横剖线图中的相应位置上，再将各

9、点连成光顺的曲线。4）作首柱各剖面的剖线在纵剖线图上，过各辅助线与A剖面的交点，作A剖面在纵剖线图上的投影线的垂线（图中情况是该垂线与辅助线重合）。在横剖线图或半宽水线图上量取各交点的半宽值（如横剖线图中的x2即为其与22辅助线交点的半宽），将半宽值置于所作各垂线上得点，连接所得各点即得A剖面的剖线。用同法可作出B、C剖线和上、下口的剖线。5）求辅助线实长作直线yy1平行于首柱中线心线MN，延长A、B、C剖面与yy1相交。过上、下口线与辅助线的交点1、2、6等作与首柱中心线MN相垂直的直线，并延长至yy1处。在图555a）各剖面的延长线上，从与yy1线的交点起量取x1、x2、等，使其分别等于横

10、剖线图中22辅助线在各点的半宽。连接各点成一光顺曲线，即得22辅助线的实长。其它辅助线实长用同法求得。图555首柱的展开方法一6）展开首柱板作直线yy2平行于首柱中线心线MN，延长A、B、C剖面交yy2于A、B、C三点。用样条围出A、B、C剖线的实长，并在其上分别标上辅助线与剖线的交点，如B1、B2、B6等。将样条伸直放在图555b）对应剖面的延长线上，得出展开后各剖面与辅助线的交点，如B1、B2、B6等。连接各点即得展开后的11、22、等辅助线。用样A在图555a）围出11、22、等辅助线的实长，并标上A、B、C剖面和上、下口的位置；用样条B、C分别围出上、下口的实长，并标上各交点。将样条A

11、放在图555b）相应的辅助线上，固定中间B点的位置不动；同样，把样条B放在图555b）中，固定中间M点不动。然后转动样条A、B使其上的a1与m6点重合，得出展开后的m6点，依次作出其它各点，连接各点即得展开后的上口线；同理可求得展开后的下口。最后得展开后的首柱外形。此法为近似展开法，操作方法比较简单，且能达到一定的精度，对于一般船舶的倾斜式焊接首柱均适用。倾斜式首柱板的第2种近似展开法是基于这样的原理：设想将首柱中心线由弯伸直，并近似看成锥（台）面的一部分，若沿上下口线及其相关水线与肋骨线进行等分，对应等分点的连线即为素线，每两根素线所围成的面为一扇形面，将这些扇形平面拼接起来，就得到了首柱板

12、的展开图了。如图556所示，具体展开步骤为：1）在水线图上将首柱中心线至接缝线的各水线圆弧进行四等分，并将各等分点向上投影到纵剖线图上的对应水线和甲板边线上，得各投影点。例如，如图556b）所示，甲板边线的等分点o、a、b、c、d投影到图556a）的甲板边线上，得投影点o、a、b、c、d。2）在肋骨型线图上将首柱接缝线至船体中心间的各肋骨线根部型线四等分，并将各等分点投影到纵剖线图上各对应肋骨线得各投影点。3）过纵剖线图上各投影点向首柱中心线作垂线，得各垂足点，并用样杆沿首柱线录下各垂足点。4）作甲板边线切面图，求出甲板边线的真实形状。在纵剖线上过o、a、b、c、d各点作该段甲板边线的垂线。以

13、半宽水线图上a、b、c、d各点半宽值为长度截取上述各相应垂线，得A、B、C、D各点。用样杆连接O、A、B、C、D成顺曲线，即为甲板边线的真实形状。5）作展开图，如图556e）所示。用样杆将纵剖线图上首柱轮廓线及其各垂足点围出，伸直在展开图的首柱中心线上，并过各垂足作首柱中心线的垂线。分别用样杆将各水线的等分弧长（图556b）、各肋骨根部型线的等分弧长（图556c）及甲板边线上的实长等分弧长（图556d）围出，量取弧长并录下各等分点。将样杆拿到展开图上各对应部位，从首柱中心线向外至各垂线，找对应交点。用样杆光顺连接同号曲线即为加工线，连接展开线上的首柱接缝线，妈得倾斜首柱的展开图。图556首柱的

14、展开方法二三、尾柱放样展开尾柱放样，就是按尾柱图纸绘出其三向型线后，划出垂直和水平结构线，最后排列外板接缝线。展开就是求作结构线的真实型线和求取钉制外板样箱必需补充的剖面型线，所以尾柱的展开可归纳为两种任意剖面真实形状的求取。1纵剖线图上的任意剖面实形的求取实例：如图557为其双推进器船尾部纵剖线图和半宽水线图，任意剖面PP垂直于中纵剖面，剖面在纵剖线图上反映为一投影直线PP，剖面真实形状的作法如下。1）在型线变化大的部位，按需要加作辅助纵剖线和辅助水线，图示为加作一条1000辅助纵剖线。2）在纵剖线图上，PP直线与各水线、纵剖线相交于ai各点。3）将剖面与各水线的交点a、d、f、g和h投影到

15、半宽水线面上，以点a、d、f、g和h表示，并用样条量取各点半宽值。4）在纵剖线图上，过ai各点作PP线的垂线，将样条上的半宽置于对应点的垂线上，得点a、d、f、g和h；将1000、2000、4000和6000纵剖线值，置于过b、c、e、i点的垂线上，得点b、c、e、i。5）在纵剖线图上，用样条光顺连接ai各点，得PP剖面的真实形状。PP剖面垂直于中纵剖面，在纵剖线图上，将PP剖面沿PP线旋转，即得剖面真实形状。图557纵剖线图上作任意剖面2半宽水线图上的任意剖面实例一：斜肋骨的真实型线的求取如图558为其船尾部型线图，以求取号斜肋骨展开为例，说明其放样步骤。1）按图纸规定位置在半宽水线图上作出

16、斜肋骨位置线。图示号斜肋骨是在半宽水线图上，以0肋骨线和2000纵剖线的交点a向尾作剖面，交14肋骨线和7000WL、8000WL及甲板边线于点bh。2）在半宽水线图，以a点为中心将bh旋转到2000纵剖线上，并以点bh表示。3）用样条A将点b、c、e、g半宽值驳于横剖线图上，得B、C、E、G点。4）过B、C、E、G点作水平投影线延伸到纵剖线图上，和b、c、e、g各点的垂直投影线相交于点b、c、e、g。5）将点d、f点投影到纵剖线图上，与水线相交于点d、f。6）将斜肋骨与甲板边线的交点h投影到纵剖线图上得H点。过H点作水平线，水平线与过h点作的垂直投影线相交于h点。7）用样将ah各点光顺连接，即得号斜肋骨的真实型线。按同样方法可作出号斜肋骨的真实型线。图558斜肋骨真实型线的求取实例二：斜横梁的真实型线的求取如图559为其船尾部型线图，以求取号斜横梁的展开为例，说明其放样步骤。图559斜横梁真