一种扭曲纵骨设计方法及扭曲纵骨加工方法与流程

本发明涉及船舶设计，特别是涉及一种扭曲纵骨设计方法及扭曲纵骨加工方法。

背景技术：

1、由于船体双曲面上的纵骨需要垂直外板曲面安装，因此该处的纵骨会形成扭曲纵骨。扭曲纵骨是具有双向曲率，在空间上扭曲的球扁钢；目前，船厂普遍采用逆直线或者是结构线进行粗加工，先将球扁钢加工为具有单向曲率的纵骨，然后将具有单向曲率的纵骨上胎，根据外板结构，用水火弯曲加工调正的方式，来将具有单向曲率的纵骨加工为具有双向曲率的扭曲纵骨；单段扭曲纵骨的长度较长，且扭曲纵骨的扭转面往往分布在扭曲纵骨的整个长度上，现场施工时，作业人员需要对扭曲纵骨的整个长度进行进行水火弯曲，作业难度和劳动强度均较大，极大地延长了船舶的交付周期。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：目前，需要工人在施工现场根据船舶外板的结构来将具有单向曲率的纵骨扭转加工为扭曲纵骨，对工人的技能水平要求高，且劳动强度大。

2、为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种扭曲纵骨设计方法，包括以下步骤：

3、步骤s1、获取扭曲纵骨模型与船体外壳模型相交所形成的第一基准曲线；

4、步骤s2、将所述第一基准曲线分割为至少两个最终曲线段；

5、步骤s3、设相邻的两个所述最终曲线段分别为第一曲线段和第二曲线段，连接所述第一曲线段的两端端点形成第一直线段，连接所述第二曲线段的两端端点形成第二直线段；在所述第一直线段的中部选取一点作为第一基准点，过所述第一基准点作所述船体外壳的第一法线，过所述第一法线与所述第一直线段作出第一基准平面；在所述第二直线段的中部选取一点作为第二基准点，过所述第二基准点作所述船体外壳的第二法线，过所述第二法线与所述第二直线段作出第二基准平面；

6、步骤s4、根据所述第一基准平面与所述船体外壳的交线，作出具有平面单向曲度的第一纵骨分段模型，根据所述第二基准平面与所述船体外壳模型的交线，作出具有平面单向曲度的第二纵骨分段模型；

7、步骤s5、将所述第一纵骨分段模型与所述第二纵骨分段模型相对的一端截去一部分形成第一连接端，将所述第二纵骨模型与所述第一纵骨分段模型相对的一端截去一部分形成第二连接端；

8、步骤s6、在所述第一连接端和所述第二连接端之间作具有双向曲度的扭曲接头模型。

9、作为优选方案，所述步骤s2包括：

10、步骤s21、获取与所述第一基准曲线相交的所述船体外壳模型的肋位线型图；

11、步骤s22、连接所述第一基准曲线的起点与所述第一基准曲线的终点形成第一参考直线；

12、步骤s23、设所述第一基准曲线与所述第一参考直线在各肋位线的长度方向上的距离值为第一距离值，在所述第一距离值较大的两个所述肋位线之间选取所述第一基准曲线的初级分割点；

13、步骤s24、根据所述初级分割点将所述第一基准曲线分割为第一初级曲线段和第二初级曲线段；

14、步骤s25、连接所述第一初级曲线段的两端端点形成第一初级直线段，连接所述第二初级曲线段的两端端点形成第二初级直线段；

15、步骤s26、设所述第一初级曲线段与所述第一初级直线段在各肋位线的长度方向上的最大距离值为第二距离值，比较所述第二距离值与第一设定值，若所述第二距离值小于所述第一设定值，则所述第一初级曲线段为所述最终曲线段，若所述第二距离值大于所述第一设定值，则对所述第一初级曲线段进行再分割；

16、设所述第二初级曲线段与所述第二初级直线段在各肋位线的长度方向上的最大距离值为第三距离值，比较所述第三距离值与所述第一设定值，若所述第三距离值小于所述第一设定值，则所述第二初级曲线段为所述最终曲线段，若所述第三距离值大于所述第一设定值，则对所述第二初级曲线段进行再分割。

17、作为优选方案，所述第一设定值为50mm。

18、作为优选方案，所述第一基准点为所述第一直线段的中点，所述第二基准点为所述第二直线段的中点。

19、作为优选方案，所述步骤s4包括：

20、步骤s41、作出所述第一基准平面与所述船体外壳模型的交线作为第一轨迹线，作出所述第二基准平面与所述船体外壳模型的交线作为第二轨迹线；

21、步骤s42、以所述第一轨迹线作为引导线，以球扁钢模型的外轮廓线作为截面线，作出所述第一纵骨分段模型；以所述第二轨迹线作为引导线，以所述球扁钢的外轮廓线作为截面线，作出所述第二纵骨分段模型。

22、作为优选方案，所述步骤s42中，作出所述第一纵骨分段模型时，所述球扁钢模型的球背面与所述第一基准平面共面；作出所述第二纵骨分段模型时，所述球扁钢模型的球背面与所述第二基准平面共面。

23、作为优选方案，所述步骤s5中，所述第一纵骨分段模型截去的长度和所述第二纵骨分段模型截去的长度均为第一设定长度，所述步骤s5之后，所述步骤s6之前包括：

24、步骤s51、测量所述第一连接端的端面与所述第二连接端的端面之间的夹角值作为第一夹角，若所述第一夹角小于等于所述第二设定值则进行所述步骤s6；若所述第一夹角大于所述第二设定值，则跳转至所述步骤s2，并增加所述第一基准曲线的分段数量。

25、作为优选方案，所述第一设定长度为150mm，所述第二设定值为15°。

26、作为优选方案，所述第一设定长度为250mm，所述第二设定值为30°。

27、一种扭曲纵骨的加工方法，所述扭曲纵骨采用上述的扭曲纵骨设计方法设计，所述扭曲纵骨的加工方法包括:

28、根据第一纵骨分段模型、第二纵骨分段模型和扭曲接头模型分别加工第一纵骨分段、第二纵骨分段和扭曲接头；

29、将所述第一纵骨分段、所述扭曲接头和所述第二纵骨分段依次对接焊成扭曲纵骨。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

31、本发明的扭曲纵骨设计方法，先获取扭曲纵骨模型与船体外壳模型相交所形成的第一基准曲线；再将所述第一基准曲线分割为至少两个最终曲线段；设相邻的两个所述最终曲线段分别为第一曲线段和第二曲线段，连接所述第一曲线段的两端端点形成第一直线段，连接所述第二曲线段的两端端点形成第二直线段；在所述第一直线段的中部选取一点作为第一基准点，过所述第一基准点作所述船体外壳的第一法线，过所述第一法线与所述第一直线段作出第一基准平面；在所述第二直线段的中部选取一点作为第二基准点，过所述第二基准点作所述船体外壳的第二法线，过所述第二法线与所述第二直线段作出第二基准平面；然后，根据所述第一基准平面与所述船体外壳的交线，作出具有平面单向曲度的第一纵骨分段模型，根据所述第二基准平面与所述船体外壳的交线，作出具有平面单向曲度的第二纵骨分段模型；之后将所述第一纵骨分段模型与所述第二纵骨分段模型相对的一端截去一部分形成第一连接端，将所述第二纵骨模型与所述第一纵骨分段模型相对的一端截去一部分形成第二连接端；此后在所述第一连接端和所述第二连接端之间作具有双向曲度的扭曲接头模型；因此，采用本发明的扭曲纵骨设计方法所设计出的扭曲纵骨模型，仅扭曲接头模型的结构具有双向曲度，第一纵骨分段模型和第二纵骨分段模型的结构均为单向曲度，极大地缩短了扭曲纵骨模型需要双面曲度加工的长度，降低了作业难度和劳动强度。