散貨船SPD分段建模分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u26298散貨船SPD分段建模分析案例 1155511設(shè)計(jì)要求 184571.1承建船廠條件 1325901.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 2185662SPD分段建模 4287882.1船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初始化設(shè)置 478932.2曲面板建模 8200692.3平面板架建模 11184422.3.1中縱桁和旁縱桁板架的創(chuàng)建 11227302.3.2肋板的創(chuàng)建 15106072.3.3內(nèi)底板的創(chuàng)建 19314882.4肘板建模 201設(shè)計(jì)要求1.1承建船廠條件1）一般條件（1）選題53000DWT散貨船的設(shè)定的承建船廠為中型船舶修造廠；（2）船廠的技術(shù)人員及工人技術(shù)水平較高，設(shè)備條件較好；（3）對于新工藝或新技術(shù)的采用沒有任何障礙；（4）造船模式可采取總裝造船。2）船廠主要設(shè)施清單船廠主要設(shè)施清單見表1-1。表1-1設(shè)施清單設(shè)施名稱數(shù)量設(shè)施名稱數(shù)量龍門氣割機(jī)2臺5噸起重行車1架數(shù)控氣割機(jī)3臺25噸起重行車1架等離子切割機(jī)4臺45噸起重行車2架7萬噸級縱向傾斜船臺1座45噸塔式起重機(jī)2臺二次自動(dòng)噴砂涂裝房1座120噸塔式起重機(jī)1臺埋弧自動(dòng)電焊機(jī)若干半自動(dòng)焊機(jī)若干手工電焊機(jī)若干CO2手工焊機(jī)若干半自動(dòng)氣割機(jī)若干手工氣割槍若干備注：起重行車或起重機(jī)可聯(lián)合使用，并配有拼板場地、分段制作場地和火工平臺；車間門可通行的寬度為12m。外場作業(yè)場地充足、設(shè)施齊全。滑道水上長250m。3）備料情況本產(chǎn)品所需板材和型材均可配齊，可根據(jù)需要定購?fù)獍灏宀摹?.2設(shè)計(jì)內(nèi)容1）繪制分段施工圖212分段施工圖包括外板展開圖、內(nèi)底平面圖、各種船體剖面圖、拼板圖、劃線圖、胎架布置圖、完工測量圖等。2）編制分段零件明細(xì)表該分段的零件按照廈門船舶重工股份有限公司《船體結(jié)構(gòu)零件編碼》的規(guī)定進(jìn)行編碼。組件編碼見表1-2，零件編碼見表1-3。表1-2部分組件編碼組件名含義組件名含義GR縱桁FR肋板LB水密縱艙壁TB水密橫艙壁NW非水密縱艙壁HR水平桁JX非正檔橫向加強(qiáng)構(gòu)件DK甲板、平臺JY非正檔縱向加強(qiáng)構(gòu)件JU非正檔高度方向及斜向加強(qiáng)構(gòu)件表1-3部分零件編碼零件名含義零件名含義P需要拼板的板材E不規(guī)則板材W不需要拼板的板材F面板、扁鐵B肘板S球扁鋼

2SPD分段建模選題采用“SPD-H船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)”建模出圖的形式得到53000DWT散貨船212雙層底分段結(jié)構(gòu)圖。船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)屬于SPD系統(tǒng)的分系統(tǒng)，以圖形交互的形式，進(jìn)行三維建模，實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上模擬造船的過程。利用計(jì)算機(jī)輔助船舶設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)船舶設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)能力的提高，加快船舶設(shè)計(jì)和建造的時(shí)間。因曲面板、平面板、肘板等船體結(jié)構(gòu)有著不同的特點(diǎn)，系統(tǒng)將船體建模分成了肘板建模、曲面板架建模和平面板架建模三類。2.1船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初始化設(shè)置因?yàn)榉侄畏秶c分段定義和創(chuàng)建圖冊范圍有一定的聯(lián)系，所以在分段開始建模之前，需要先了解分段范圍。從分段劃分圖得知：本分段的范圍是FR18+200～FR34+200，因?yàn)镕R34處是一個(gè)橫艙壁，船體外板范圍和內(nèi)底板范圍有所不同，前者范圍是FR18+200～FR34+200，F(xiàn)R34+200一端留50mm余量，Z方向高度為2350mm；后者范圍是FR18+200～FR34。本分段建模之前需要完成一些SPD系統(tǒng)的初始化設(shè)置，步驟如下：1）創(chuàng)建工程點(diǎn)擊進(jìn)入工程管理，右鍵單擊選擇新建工程，輸入工程代號、工程編號和數(shù)據(jù)庫賬號“sa”,工程名稱可以填寫也可以不填寫，界面如圖2-1所示。圖2-1創(chuàng)建工程2）進(jìn)行分段定義進(jìn)入設(shè)計(jì)管理界面選擇在第一步中已創(chuàng)建的工程代號，對212分段進(jìn)行分段定義，注意分段名稱不要涉及中文，可以用數(shù)字加字母或純數(shù)字的形式命名，定義見圖2-2。圖2-2分段定義3）進(jìn)入交互建模界面，填寫坐標(biāo)定位面信息，即船體基本信息。由典型橫剖面圖得知：肋距均是800mm，船體縱骨在寬度方向間距800mm，船體縱骨在高度方向間距分別為750mm、2450mm、2600mm、1300mm和800mm，甲板定義名稱為1D，中昂定義和梁拱定義如圖2-3所示。a）船體基本信息；b）甲板定義圖2-3船體基本信息4）創(chuàng)建圖冊進(jìn)入圖冊管理界面，根據(jù)212分段的范圍創(chuàng)建一個(gè)比本分段范圍大的圖冊。圖冊創(chuàng)建成功后，系統(tǒng)界面出現(xiàn)3個(gè)顯示圖冊范圍大小的視圖。創(chuàng)建圖冊時(shí)，文件名稱輸入與分段定義的分段名稱保持一致，視圖如圖2-4所示。圖2-4圖冊的創(chuàng)建5）添加模型范圍模型名稱與圖冊名稱保持相同，模型范圍與圖冊范圍在X、Y、Z方向均保持一致，模型創(chuàng)建完成后將該模型置為當(dāng)前，模型創(chuàng)建見圖2-5。圖2-5模型的創(chuàng)建6）生成X、Y、Z方向的船體基本曲線，再生成X、Y方向的1D甲板曲線。7）最后進(jìn)入刷新船體模型界面，加入指定范圍內(nèi)船體曲線再刷新模型，至此初始化設(shè)置已基本完成。2.2曲面板建模將外板展開圖、肋骨型線圖、肋位剖面圖進(jìn)行結(jié)合識讀，獲取船體外板板縫線信息，得知：本分段包括4根端縫，位置分別為FR18+200、FR22+200、FR30+200、FR34+200；3根縱縫，位置分別為Y=1280mm、Z=730mm、Z=2350mm。所以在船體設(shè)計(jì)系統(tǒng)中分別創(chuàng)建4根左右對稱的端縫線ST1、ST2、ST3、ST4和3根左右對稱的縱縫線SL1、SL2、SL3，創(chuàng)建命令如圖2-6所示。圖2-6板縫定義再使用創(chuàng)建曲面板的命令，從船尾向船首順時(shí)針選擇板縫線，從而分別生成零件編碼分別為K1～K7的曲面板，見圖2-7。曲面板創(chuàng)建完成后的視圖如圖2-8所示。圖2-7曲面板的創(chuàng)建圖2-8曲面板建模2.3平面板架建模因?yàn)檫x題212分段范圍是FR18+200～FR34+200，所以需要分別生成FR19～FR34的肋板。由于距船體基線高度為2315mm處內(nèi)底板有一根長度范圍從FR18到FR29的桁材，為了內(nèi)底板整體的美觀和諧，選擇將所有的內(nèi)底面的板架邊界范圍設(shè)置為FR18～FR34，而不是FR18+200～FR34。需要用到的平面板架與曲面板相比，平面板架較多，出于板架的主輔考慮，同時(shí)也為了更好的運(yùn)用SPD系統(tǒng)的板架邊界拓?fù)涔δ?，建模時(shí)采用先建縱桁再建FR19～FR34的肋板的順序，這樣可以防止肋板與縱桁板出現(xiàn)過度相交的問題。另外，在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，平面板架上的型材規(guī)格統(tǒng)一規(guī)定為：長度在0～2米范圍內(nèi)的扶強(qiáng)材規(guī)格均為FB100×10，長度在2～2.5米范圍內(nèi)的扶強(qiáng)材規(guī)格均為FB150×12。2.3.1中縱桁和旁縱桁板架的創(chuàng)建1）縱桁板架建模步驟如下：（1）進(jìn)行板架屬性定義。定位面選擇Y平面，并輸入相應(yīng)的Y值；對板架的對稱性和類型進(jìn)行選擇，其分類見表2-1。表2-1對稱性和類型分類板架對稱性板架類型左右對稱常規(guī)跨中水密艙壁僅左弱構(gòu)架僅右強(qiáng)構(gòu)架（2）進(jìn)行邊界定義。板架邊界應(yīng)按照邊界順序進(jìn)行定義，至少需要定義3條邊界命令，才能得到一個(gè)封閉的板架輪廓。如果左右舷的船體曲線均有涉及，那么左舷邊界可以定義為SHELL；右舷邊界為SHELL，REF，見圖2-9。圖2-9邊界定義（3）若縱桁板中存在板縫線，可以先對板縫線進(jìn)行定義，再對板零件進(jìn)行定義；若沒有板縫線，直接對板零件進(jìn)行板厚、余量、坡口定義。如此，板架即可生成成功。（4）根據(jù)圖紙上平面板的實(shí)際情況，在板架上開邊界孔和內(nèi)孔、添加扶強(qiáng)材。2）中縱桁板架由圖紙得知：中縱桁板上有落地邊界孔，尺寸為500mm×300mm，距船體基線高度為800毫米處有一塊范圍從FR18～FR27跨中的水密內(nèi)底板，相當(dāng)于把本分段底部分成了兩層。因此在創(chuàng)建中縱桁時(shí)，需要將其分成兩個(gè)板架建模。從圖紙上也可看出，中縱桁板架上有板縫線并且板厚有發(fā)生改變，有一排橢圓形流水孔，尺寸均為75mm×150mm；腰圓孔有兩種尺寸，分別為：800mm×400mm和600mm×400mm；圓形內(nèi)孔直徑為450mm。添加規(guī)格為100×10的扁鋼作為扶強(qiáng)材，扶強(qiáng)材兩端分別削斜30°，且兩端距結(jié)構(gòu)面35mm，其具體圖樣可參看圖2-10。在SPD系統(tǒng)中，該型材使用的端部連接形式為：4，35；1302，20。添加扶強(qiáng)材時(shí)需注意其安裝面是在板架正向還是反向，扶強(qiáng)材創(chuàng)建的對話框如圖2-11所示。圖2-10端部削斜圖2-11扶強(qiáng)材的創(chuàng)建3）旁縱桁板架（1）從圖紙中可以看出：距船中1110mm的旁縱桁結(jié)構(gòu)與中縱桁結(jié)構(gòu)有些類似，同樣有著800mm×400mm的腰圓孔，有直徑為400mm的圓形內(nèi)孔，以及距船體基線75mm的橢圓形流水孔，并且在X=FR29+100處有一根板縫線，板縫連接的兩塊板零件板厚不一，這些細(xì)節(jié)都是在板架建模需要注意的地方。從圖紙上可以看出：在29號肋位，有一個(gè)防傾肘板安裝在縱桁高度變化處，因?yàn)镕R29的肋板、防傾肘板在同一個(gè)位置與該縱桁進(jìn)行焊接，所以在工藝上需要對縱桁此處進(jìn)行處理，將該縱桁高度變化位置由FR29往首部平移10mm，使肋板與縱桁的焊縫和肘板與該縱桁的焊縫相隔開。同時(shí)，在縱桁轉(zhuǎn)角處開一個(gè)半徑為10mm的邊界孔，使Z向高度為2150mm的內(nèi)底板可以順利裝配，也可以防止該縱桁板在90度轉(zhuǎn)角處發(fā)生撕裂。工藝處理視圖如圖2-12所示。圖2-12工藝處理（2）由圖紙可知：距船中1880mm的旁縱桁，只需開一個(gè)600mm×400mm的腰圓孔以及在孔上下各添加一根規(guī)格為FB100×10的加強(qiáng)筋。由于該縱桁上在相同位置也有與距船中1110mm旁縱桁相同的防傾肘板，故在該縱桁上也需要進(jìn)行同樣的工藝處理。（3）由圖紙可知：距船中3200mm的旁縱桁結(jié)構(gòu)與距船中1110mm的旁縱桁類似，但是該縱桁不用開橢圓流水孔。中縱桁，距船中1110mm、距船中1880mm、距船中3200mm的旁縱桁板架創(chuàng)建完成后，視圖如圖2-13所示。圖2-13縱桁的創(chuàng)建2.3.2肋板的創(chuàng)建1）肋板建模步驟肋板板架的創(chuàng)建步驟與縱桁板架的建模步驟相似，不同之處在于：進(jìn)行平面板架屬性定義時(shí)，將定位面改為X平面并給予肋位號。因?yàn)樵诖w設(shè)計(jì)中，可能出現(xiàn)大量位置不同但類型和形狀相似的板架。當(dāng)創(chuàng)建肋板的平面板架時(shí)，可以利用“參照已有的板架初始化”功能，進(jìn)行智能復(fù)制，完成相似板架的創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)快速建模。例如，通過圖紙資料得知FR19～FR23剖面圖相似，當(dāng)板架名為19FR1的板架創(chuàng)建完成后，在創(chuàng)建FR20同一位置的肋板時(shí)，可以通過勾選參照已有的板架初始化選項(xiàng)，完成板架名為20FR1板架的創(chuàng)建，其板架屬性定義如圖2-14所示。圖2-14板架屬性定義2）肋板開不規(guī)則邊界孔FR19～FR28的船中部分是主機(jī)安裝區(qū)域，出于板與壓緊螺栓不發(fā)生沖突的目的，該部分左右對稱的板架都需要開一個(gè)220mm×160mm的不規(guī)則邊界孔。因?yàn)闆]有這種形狀的邊界孔類型，所以通過創(chuàng)建平面曲線S5完成距船中1110mm～1880mm之間的肋板開孔。創(chuàng)建曲線前，需要量取該孔的各直線段長以及直線段與圓弧段相交處的坐標(biāo)，以此得到該平面曲線的命令。平面曲線S5的創(chuàng)建及該邊界孔形狀如圖2-15所示。圖2-15開曲線孔3）肋板開不規(guī)則內(nèi)孔從FR32剖面圖看出：在FR32肋板上需要開一個(gè)圓弧三角內(nèi)孔，并沿著該內(nèi)孔安裝著規(guī)格為FB100×20的加強(qiáng)筋。因?yàn)闆]有該類型的內(nèi)孔，所以采取通過添加平面曲線S2得到內(nèi)孔邊界，再選擇用曲線方式開內(nèi)孔的方法開孔，最后通過添加面板命令，沿內(nèi)孔添加規(guī)格為100mm×20mm的面板得到該內(nèi)孔的加強(qiáng)筋。此外，需要在FR32肋板上開落地長橢圓孔，參數(shù)為246mm×150mm×300mm×150mm×22mm×25mm；再開半徑為25mm的流水孔。完成開孔后，局部肋板板架的模型及曲線S2命令如圖2-16所示。圖2-16不規(guī)則內(nèi)孔因?yàn)镕R31沒有剖面圖，需要根據(jù)其鄰近肋位的橫剖面圖結(jié)合內(nèi)底結(jié)構(gòu)圖、縱剖圖，合理得到該肋位的橫剖面圖。所有肋位的板架建模完成后SPD建模界面如圖2-17所示。圖2-17肋板板架建模完成的建模界面2.3.3內(nèi)底板的創(chuàng)建1）內(nèi)底板的創(chuàng)建步驟內(nèi)底板板架的創(chuàng)建與縱桁板架、肋板板架的創(chuàng)建相似，不同點(diǎn)在于：定位面改為Z方向并輸入Z值，即輸入待創(chuàng)建的板架距船體基線的高度值。由圖紙可知：212分段內(nèi)底面需要安裝主機(jī)，并且雙層底有高度的變化，所以內(nèi)底板并不完全在同一高度，因此內(nèi)底板需要分成多個(gè)板架進(jìn)行創(chuàng)建。距船體基線高2150mm的板架上需要開600mm×450mm的腰圓孔；距船體基線高1800mm的板架上左右的污水井處各開一個(gè)700mm×700mm的方孔。2）斜內(nèi)底板的創(chuàng)建在FR31+50～FR33-50之間，內(nèi)底板是一個(gè)斜平面，需要采用三點(diǎn)斜平面來創(chuàng)建板架，即通過用確定平面的任意不共線的3個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)來創(chuàng)建斜板架。適當(dāng)選擇3個(gè)點(diǎn)的順序，能夠使建好的模型以及以后需要作船體剖面時(shí)其剖面角度和剖面視向更加自然。通常情況下，取靠艉、靠中、靠下的點(diǎn)作為第1點(diǎn)，取靠艏，靠左舷，靠上的點(diǎn)作為第2點(diǎn)，且第1點(diǎn)到第2點(diǎn)的方向盡可能與船體的X軸（或Y軸）平行或同向。板架屬性的對稱性選擇跨中進(jìn)行定義，然后對其邊界、板零件進(jìn)行定義，其右側(cè)在距船中4045mm、X=FR31+400處開一個(gè)600mm×400mm的腰圓孔。該板架屬性定義如圖2-19所示。圖2-19斜內(nèi)底板板架屬性定義2.4肘板建模選題212分段涉及的肘板類型總共有5種，其數(shù)量及規(guī)格分別為：1對600mm×600mm×15.0mm的肘板，連接邊半徑為800mm；1個(gè)450mm×275mm×18.0mm的肘板；14對125mm×250mm×22.0mm左右對稱的肘板；20對45