基于SPD軟件的53000DWT散貨船212雙層底分段生產(chǎn)設(shè)計[摘要]造船生產(chǎn)設(shè)計以統(tǒng)籌協(xié)調(diào)理論為指導(dǎo)思想，應(yīng)用成組技術(shù)的基本原理，將設(shè)計、工藝、管理三者有機融合，將設(shè)計工作向施工現(xiàn)場延伸，實現(xiàn)圖紙上模擬造船，使其在組織生產(chǎn)和指導(dǎo)生產(chǎn)中發(fā)揮作用。在現(xiàn)代造船中，生產(chǎn)設(shè)計在計算機上預(yù)演完成造船過程，可應(yīng)用的設(shè)計軟件有：NAPA，SPD，TRIBON等。本次53000DWT散貨船212雙層底分段生產(chǎn)設(shè)計，主要運用SPD_V4.6軟件，根據(jù)已有圖紙資料，按照相關(guān)規(guī)范對212分段進行三維建模，待雙層底分段建模已完成后，根據(jù)所建模型結(jié)合分段建造工藝及技術(shù)要求，生成分段結(jié)構(gòu)圖、裝配圖及零件裝配明細表等。本文對該船設(shè)計要求、212分段建模與出圖、分段船體報表以及分段施工要領(lǐng)進行了簡要說明。[關(guān)鍵詞]雙層底分段；生產(chǎn)設(shè)計；SPD建模目錄0引言11設(shè)計要求21.1承建船廠條件21.2設(shè)計內(nèi)容32SPD分段建模42.1船體結(jié)構(gòu)設(shè)計初始化設(shè)置42.2曲面板建模82.3平面板架建模102.3.1中縱桁和旁縱桁板架的創(chuàng)建112.3.2肋板的創(chuàng)建152.3.3內(nèi)底板的創(chuàng)建182.4肘板建模193SPD生成分段結(jié)構(gòu)圖213.1外板展開圖的生成213.2各種船體剖面圖的生成223.3支柱胎架圖的生成243.4拼板圖的生成253.5其它圖表的補充274SPD生成船體報表304.1結(jié)構(gòu)屬性報表304.2零件裝配明細表305分段施工要領(lǐng)32結(jié)論34參考文獻360引言隨著造船行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)造船模式逐漸被現(xiàn)代造船模式所取代，造船生產(chǎn)設(shè)計也在不斷深化?，F(xiàn)代造船模式立足兩個“一體化”，以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，按區(qū)域組織生產(chǎn)，實現(xiàn)均衡連續(xù)地總裝造船。它不僅解決造什么船的問題，也解決如何組織造船的問題。從鋼板預(yù)處理開始,現(xiàn)代化造船模式將造船流程細分為加工、小組立、中組立、大組立、涂裝、總組立和搭載[1]。造船業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)將設(shè)計工作和生產(chǎn)工作整合在一起，做到既設(shè)計船舶產(chǎn)品，也設(shè)計船舶生產(chǎn)。而生產(chǎn)設(shè)計解決“怎樣造船”的問題，其生產(chǎn)過程既有“產(chǎn)品通過流程”，也有“貫穿產(chǎn)品的流程”[2]。生產(chǎn)設(shè)計有“四化”：標(biāo)準(zhǔn)化、編碼化、托盤化和計算機化。計算機化，也就是造船生產(chǎn)設(shè)計數(shù)字化，是數(shù)字化造船的重要組成部分[3]。目前生產(chǎn)的數(shù)字表示形式為優(yōu)化調(diào)整和引入必要的生產(chǎn)步驟奠定了基礎(chǔ)[4]，應(yīng)用計算機輔助造船，轉(zhuǎn)變船舶建造方式和設(shè)計方式，使造船質(zhì)量得到很大的提高，也可提高修造船廠的生產(chǎn)效率，推動造船行業(yè)的發(fā)展。本次212分段生產(chǎn)設(shè)計順應(yīng)這種趨勢，運用SPD軟件進行建模并生成相關(guān)圖表。而運用SPD船體結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)進行分段建模出圖的前提是要熟悉圖紙資料、了解本分段的船體結(jié)構(gòu)、清楚與分段有關(guān)的建造工藝。該選題體現(xiàn)了專業(yè)知識與實際生產(chǎn)實踐相結(jié)合的過程，同時也是對設(shè)計者的識圖讀圖作圖能力、對細節(jié)關(guān)注度的鍛煉和培養(yǎng)。1設(shè)計要求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2臺5噸起重行車1架數(shù)控氣割機3臺25噸起重行車1架等離子切割機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2臺二次自動噴砂涂裝房1座120噸塔式起重機1臺埋弧自動電焊機若干半自動焊機若干手工電焊機若干CO2手工焊機若干半自動氣割機若干手工氣割槍若干備注：起重行車或起重機可聯(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?；浪祥L250m。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非正檔橫向加強構(gòu)件DK甲板、平臺JY非正檔縱向加強構(gòu)件JU非正檔高度方向及斜向加強構(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)計系統(tǒng)屬于SPD系統(tǒng)的分系統(tǒng)，以圖形交互的形式，進行三維建模，實現(xiàn)在計算機上模擬造船的過程。利用計算機輔助船舶設(shè)計，可以推動船舶設(shè)計水平和設(shè)計能力的提高，加快船舶設(shè)計和建造的時間。因曲面板、平面板、肘板等船體結(jié)構(gòu)有著不同的特點，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)計初始化設(shè)置因為分段范圍與分段定義和創(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，因為FR34處是一個橫艙壁，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)建工程點擊進入工程管理，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）進行分段定義進入設(shè)計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)建圖冊進入圖冊管理界面，根據(jù)212分段的范圍創(chuàng)建一個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個顯示圖冊范圍大小的視圖。創(chuàng)建圖冊時，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平面板架建模因為選題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，同時也為了更好的運用SPD系統(tǒng)的板架邊界拓撲功能，建模時采用先建縱桁再建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)的扶強材規(guī)格均為FB100×10，長度在2～2.5米范圍內(nèi)的扶強材規(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)架僅右強構(gòu)架（2）進行邊界定義。板架邊界應(yīng)按照邊界順序進行定義，至少需要定義3條邊界命令，才能得到一個封閉的板架輪廓。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，可以先對板縫線進行定義，再對板零件進行定義；若沒有板縫線，直接對板零件進行板厚、余量、坡口定義。如此，板架即可生成成功。（4）根據(jù)圖紙上平面板的實際情況，在板架上開邊界孔和內(nèi)孔、添加扶強材。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，需要將其分成兩個板架建模。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的扁鋼作為扶強材，扶強材兩端分別削斜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。添加扶強材時需注意其安裝面是在板架正向還是反向，扶強材創(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，有一個防傾肘板安裝在縱桁高度變化處，因為FR29的肋板、防傾肘板在同一個位置與該縱桁進行焊接，所以在工藝上需要對縱桁此處進行處理，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，在縱桁轉(zhuǎn)角處開一個半徑為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：進行平面板架屬性定義時，將定位面改為X平面并給予肋位號。因為在船體設(shè)計中，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，可以利用“參照已有的板架初始化”功能，進行智能復(fù)制，完成相似板架的創(chuàng)建，實現(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，可以通過勾選參照已有的板架初始化選項，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220mm×160mm的不規(guī)則邊界孔。因為沒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的加強筋。因為沒有該類型的內(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)孔因為FR31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，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)底板需要分成多個板架進行創(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)底板是一個斜平面，需要采用三點斜平面來創(chuàng)建板架，即通過用確定平面的任意不共線的3個點的坐標(biāo)來創(chuàng)建斜板架。適當(dāng)選擇3個點的順序，能夠使建好的模型以及以后需要作船體剖面時其剖面角度和剖面視向更加自然。通常情況下，取靠艉、靠中、靠下的點作為第1點，取靠艏，靠左舷，靠上的點作為第2點，且第1點到第2點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行定義，然后對其邊界、板零件進行定義，其右側(cè)在距船中4045mm、X=FR31+400處開一個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450mm×275mm×18.0mm的肘板；14對125mm×250mm×22.0mm左右對稱的肘板；20對450mm×450mm×22.0mm左右對稱的肘板，連接邊半徑為500mm；最后1種屬于連接邊不規(guī)則的肘板，數(shù)量多達28個，因其在212分段及相鄰的211分段使用頻率較高，在實際生產(chǎn)中可采取批量生產(chǎn)的方式進行制造方便投入使用。經(jīng)過在圖紙資料上對不規(guī)則肘板數(shù)據(jù)的測量，得到此類肘板的創(chuàng)建命令如圖2-20所示。a）肘板參數(shù)定義；b）肘板的形狀圖2-20不規(guī)則肘板的創(chuàng)建在曲面板建模、平面板架建模和肘板建模都完成后，212分段建模工作也就完成了。本分段的三維實體模型瀏覽界面如圖2-21所示。圖2-21三維實體模型

3SPD生成分段結(jié)構(gòu)圖當(dāng)分段建模完成后，就可以進行圖紙生成，然后在圖紙上進行標(biāo)注。圖紙?zhí)幚硎谴w設(shè)計系統(tǒng)出圖必不可少的功能。SPD最大的優(yōu)點在于：出圖后模型與圖紙可以互相修改,即模型修改后圖紙里對應(yīng)的零件也會自動修改,反之亦然[5]。如果需要添加一些必要的說明，可以使用文本編輯命令進行添加，也可以通過文本編輯命令來修改字體高度、寬度等。SPD出圖采用A3幅面的圖框，圖樣比例的選擇主要為1:50，個別圖樣如內(nèi)底面完工測量圖比例選擇1:75，其余局部剖視圖比例選擇1:50，節(jié)點詳圖比例有1:5、1:20、1:25。圖紙出圖主要以右舷為主。使用SPD船體設(shè)計系統(tǒng)得到的剖切視圖，其船體構(gòu)件在圖紙中的表達符合《船體結(jié)構(gòu)與制圖》[6]的線型表示，滿足船體制圖標(biāo)準(zhǔn)的要求。3.1外板展開圖的生成在船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計中，外板展開圖的信息作為船舶設(shè)計建造的關(guān)鍵，其精準(zhǔn)性直接影響著船舶的建造質(zhì)量[7]。因為212分段不處于平行中體部分，船體外表面具有雙重曲度，所以采取橫向展開、縱向不展開的近似展開方法來實現(xiàn)外板的展開[8]。因為前期已利用曲面板建模完成船體外板的創(chuàng)建，船體外板的展開過程可在SPD船體系統(tǒng)中自動完成，且系統(tǒng)也會自動顯示與外板相連的構(gòu)件。利用船體系統(tǒng)的外板展開圖命令對船體外板進行展開時，可以進行標(biāo)注設(shè)置，選擇對其型材規(guī)格、板厚、材料牌號、件號等是否進行標(biāo)注。設(shè)繪者僅僅需要對其進行少量的標(biāo)注，包括標(biāo)注構(gòu)件理論線和尺寸、標(biāo)注板縫線符號、標(biāo)注構(gòu)件間距等。因為212分段的船體外板左右舷對稱，所以外板展開圖只出右舷圖紙，展開圖如圖3-1所示。圖3-1外板展開圖（右舷）3.2各種船體剖面圖的生成1）剖面圖SPD系統(tǒng)可以根據(jù)分段模型自動生成船體結(jié)構(gòu)剖面圖，其視圖名表示類型如表3-1所示。表3-1視圖名類型視圖類型碼類型1從艉往艏看橫剖面圖2從右舷往左舷看縱剖面圖3從上往下看平面圖4斜剖面圖利用SPD船體設(shè)計模塊的船體剖面圖命令，分別選取FR19～FR34的板架名，生成對應(yīng)的橫剖面圖。因為FR19～FR21、FR27～FR29的橫剖面圖是左右對稱的，所以只出右舷的圖紙。在生成肋位剖面圖之前，可以通過修改視圖范圍來實現(xiàn)只生成右舷圖紙。然后，分別選取中縱桁、距船體中線1110mm的旁縱桁、距船體中線1880mm旁縱桁、距船體中線3200mm的板架名，生成對應(yīng)的縱剖圖并進行相關(guān)標(biāo)注；分別選取板架名為2150Z、1800Z、XB的內(nèi)底板板架和斜板架，生成對應(yīng)的內(nèi)底平面圖并進行相關(guān)標(biāo)注；選取板架名稱分別為800Z、1827Z的板架生成對應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖。最后，用AutoCAD輔助完成本分段的內(nèi)底平面結(jié)構(gòu)圖，完成后的圖紙如圖3-2所示。圖3-2內(nèi)底平面圖2）局部剖視圖為了局部結(jié)構(gòu)能夠更清楚的表達出來，必要時可以對已出圖的圖紙進行剖視得到剖視詳圖或者選擇局部放大的操作得到局部放大詳圖。例如，在距船體基線高800mm的板架上對肘板進行局部放大處理，比例選取1:25，并對局部放大詳圖進行標(biāo)注尺寸，以便施工人員對此類型肘板進行正確處理。3.3支柱胎架圖的生成胎架作為精度控制技術(shù)的運用基礎(chǔ)，是各工作隊裝配的主要依據(jù)[9]。合理的胎架布置設(shè)計，才能為現(xiàn)場創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，縮短建造周期，提高建造精度和建造質(zhì)量。1）胎架的設(shè)計步驟（1）首先，確定制造分段的方法。制造方法包括正造法、反造法、側(cè)造法等，因212分段屬于底部雙層底分段，考慮有平面或平臺優(yōu)先的原則，同時也為了改善工況條件、方便燒焊施工、便于控制質(zhì)量，所以212分段選擇反造法，以內(nèi)底板為基準(zhǔn)進行反造。（2）其次，選擇胎架基面?；媸鞘固ゼ芄ぷ髑娴靡源_定的基準(zhǔn)。不同的分段有不同的線型，選擇的胎架基準(zhǔn)面也不盡相同。212分段雖然因為內(nèi)底板上需要安裝主機，內(nèi)底板不全在同一高度上，但是相比于正斜切法或雙斜切法，斜切胎架基面需要對每根胎架支柱的高度都進行不同高度的調(diào)整，而正切法只需在胎架支柱高度不統(tǒng)一處對其進行加高或降低處理即可，綜上出于方便搭建胎架的考慮,該分段選擇正切法建造。所以胎架基面選擇水平基面，即以內(nèi)底板的平面板架為基準(zhǔn)面制作支柱胎架，由SPD系統(tǒng)自動計算基面位置。（3）最后，繪制胎架布置圖。在完成前兩步的前提下，根據(jù)自身分段的具體情況，選擇合適的支柱間距800mm×800mm和邊緣支柱縮進值50mm以及選好中間肋號25，SPD可自動生成含有胎架型值的支柱式胎架圖以及肋骨劃線數(shù)據(jù)表。此肋骨劃線數(shù)據(jù)表，可用作外板加工時的一個檢驗。2）胎架設(shè)計注意事項（1）最小胎架高度通常為800mm，此值可通過修改船體設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)缺省值“最小胎架高度”來完成，即基面離所支撐的曲面的最小距離。（2）如果分段上有構(gòu)件，支柱支點優(yōu)先選擇定在構(gòu)件處?！爸еg距”的形式為：船長方向間距×肋骨弧長方向間距。支柱間距取決于胎架支柱預(yù)埋件的布置。因為分段肋位間距是800mm，胎架支柱應(yīng)優(yōu)先安裝在結(jié)構(gòu)件上，所以選擇800mm×800mm的胎架間距，即選擇布置該間距的胎架支柱預(yù)埋件。胎架圖如圖3-3所示。圖3-3支柱式胎架圖3.4拼板圖的生成實現(xiàn)分段拼板圖的自動繪制,不僅能夠提高拼板圖設(shè)計的準(zhǔn)確性,而且能夠提高拼板圖的設(shè)計效率[10],縮短工時,提高經(jīng)濟效益。該分段采取先進行板材切割再進行板材拼接的方法，其拼板圖主要包括內(nèi)底板拼板圖、斜內(nèi)底板拼板圖和縱桁拼板圖。1）距船體基線2150mm的內(nèi)底板板架拼板因為船廠車間門可通行的最大寬度是12米，選題分段內(nèi)底板最寬處已大于該值，故先將距船體基線高度為2150mm的內(nèi)底板分為左右舷板分別進行拼板，右舷內(nèi)底板在左右舷內(nèi)底板拼接處多200mm，以此避免焊接部位與船體中線重合。為了避免吊裝過程中，該內(nèi)底板靠近船體中線部分的變形太大，故該高度處的左右舷內(nèi)底板的對接在胎架上進行。內(nèi)底板拼板圖見圖3-4。圖3-4內(nèi)底板1拼板圖和內(nèi)底板2拼板圖2）斜內(nèi)底板拼板因為斜板長度超過12米，基于標(biāo)準(zhǔn)板材長度的限制，所以斜內(nèi)底板使用兩個板架建模，斜內(nèi)底板可提前在車間內(nèi)完成拼板。3）距船體基線1800mm的內(nèi)底板板架拼板該內(nèi)底板處理情況與斜板相似，在車間內(nèi)提前完成拼板焊接。3.5其它圖表的補充1）吊耳布置圖的繪制212分段建好后，需要對分段進行吊裝翻身。分段翻身方法可分為空中翻身和落地翻身，也可分為縱向翻身和橫向翻身。結(jié)合本分段的具體情況，選擇空中縱向翻身的方法。吊環(huán)位置的確定與分段翻身方法也息息相關(guān)。在設(shè)計吊環(huán)時，需要對分段重量、重心進行計算，從而確定吊環(huán)的安裝位置及其應(yīng)承擔(dān)的重力，以及確定吊環(huán)的選用規(guī)格。起重吊環(huán)的形式有J型、Y型、A型、D型等多種類型[11]，不同類型的吊環(huán)適用于不同的分段。各板材及型材默認其質(zhì)量均勻，通過SPD系統(tǒng)自動計算，從分段重量重心報表得知：該分段總重量為97.787t，重心坐標(biāo)為X=FR26+452，Y方向距船中17mm，Z方向距基線1320mm。因為內(nèi)底板上的肘板及通道壁板安裝在分段翻身之后，所以除去這些板材重量，翻身的分段重量為：96.350t，重心為：X=FR26+416，Y=13mm，Z=1297mm。所以，本分段設(shè)計臨時性吊環(huán)，選擇一對型號為D60t的吊環(huán)作為主吊環(huán)，一對型號D30t吊環(huán)作為輔吊環(huán)。圖3-5吊耳布置圖2）完工測量圖的繪制在分段建造過程中，因板材之間的拼焊難免會存在焊接收縮量和焊接變形，需要對完工后的分段尺寸及內(nèi)底板的平整度進行檢驗，這也是繪制完工測量圖的目的所在。本分段完工測量圖包括了內(nèi)底完工測量圖，F(xiàn)R18+200、FR34橫剖面完工測量圖，如圖3-6所示。圖3-6完工測量圖（部分）3）零件下料圖的繪制FR32左舷有一塊開圓弧三角內(nèi)孔的肋板，沿內(nèi)孔安裝的面板需要對其展開，便于現(xiàn)場人員施工，下料圖見圖3-7。圖3-7零件下料圖4SPD生成船體報表SPD系統(tǒng)能生成各種船體報表，包括重量重心表、結(jié)構(gòu)屬性表、零件裝配明細表、材料統(tǒng)計報表等。通過查看報表，可以對分段構(gòu)件有更清楚的認識，相當(dāng)于系統(tǒng)自動對所有構(gòu)件進行分類。4.1結(jié)構(gòu)屬性報表在結(jié)構(gòu)屬性報表中，對構(gòu)件的類別、構(gòu)件名、零件編碼、對稱性及規(guī)格和材料進行了說明。構(gòu)件對稱性分為：PS（左右對稱）、M（跨中）、P（左舷）、S（右舷），類別如表4-1所示。在以往的船舶生產(chǎn)設(shè)計環(huán)節(jié)，建模時體現(xiàn)零件編碼隨意性的特點[12],設(shè)計者可以通過該報表的反饋屬性功能進行零件編碼更改。表4-1構(gòu)件類別類別含義Panel平面面板Bracket肘板C.Stiff.曲面型材C.Plate曲面板C.Flange曲面面板4.2零件裝配明細表零件裝配明細表可以按照裝配階段，根據(jù)編制的零件編碼，自動列出各個零件和裝配件，反映從零件到部件、中組件、小分段、分段、總段，乃至船臺的組裝流程。因為零件的命名采用廈船的零件編碼規(guī)定，所以需要在SPD系統(tǒng)的缺省值中設(shè)置不采用“HZ零件編碼”，并給予編碼分隔符“-”。零件明細表的作用和意義在于用編碼來準(zhǔn)確表達船體零件、組件所在的位置、類型、序號、重量、加工方式等信息[13]，可以作為分段裝配樹的詳細零件表參考，零件明細表的部分內(nèi)容見圖4-1。圖4-1E212分段零件明細表（部分）

5分段施工要領(lǐng)分段裝配是一個把部件和零件組裝在一起得到船體分段或總段的工藝過程。分段裝配圖屬于直接面向生產(chǎn)的基礎(chǔ)性圖紙,其中包含了大量的信息,該圖的設(shè)計質(zhì)量也會直接影響船舶建造速度和建造質(zhì)量[14]。當(dāng)分段結(jié)構(gòu)模型建立完成后,SPD的船體裝配功能可以按照船體分段進行分段結(jié)構(gòu)裝配計劃,通過該功能進行裝配圖、裝配樹等的生成[15]。在系統(tǒng)中將裝配圖輸出，可以作為船廠的現(xiàn)場施工人員組立分段裝配時的參考。212分段屬于機艙底部分段，因為帶有循環(huán)油柜、主機基座等結(jié)構(gòu)，所以裝焊順序與一般底部分段有所不同。1）分段裝配順序（以內(nèi)底板為基面散裝法）（1）加工主機面板，即距船體基線1827mm的平面板；（2）組裝循環(huán)油艙組件，包括中縱桁、高度800mm的水平桁、FR19～FR29靠近船中部分的肋板；（3）組裝主機座縱桁組件，包括距船中1110mm的旁縱桁、距船中1880mm的縱艙壁、距基線2315mm的內(nèi)底板以及縱桁與縱艙壁之間的肋板組件；（4）制造正切胎架；（5）內(nèi)底板進行初步拼焊；（6）距基線2150mm和距基線1800mm的內(nèi)底板、斜內(nèi)底板在胎架鋪板，焊接，劃構(gòu)架線；（7）裝焊循環(huán)油艙組件；（8）裝焊主機座縱桁組件；（9）安裝距船中3200mm的縱桁以及其余肋板；（10）裝焊舭部外板，矯正變形；（11）部分管系和鐵舾件預(yù)舾裝；（12）安裝其余外板并施焊；（13）安裝起重吊環(huán)并焊接；（14）分段翻身施焊，矯正變形；（15）完工測量并交驗；（16）進行分段涂裝。2）裝配注意事項（1）因212分段在實際生產(chǎn)建造裝配時，其內(nèi)底板非理論面與胎架高度平面相貼，需注意：①位于內(nèi)底板非理論面上的肘板，因反造法的緣故，不易將肘板安裝到內(nèi)底板上，故選擇待分段翻身后再對其進行裝配。②在FR31～FR32之間、左舷、靠近船中的位置有一個通道，需要安裝通道圍板。與內(nèi)底板上的肘板同理，待分段翻身后再進行裝配。（2）對于厚度大的板，其電焊需按照要求進行預(yù)熱。（3）制造胎架時，需要按照工藝要求加放反變形。（4）分段完工測量時，因該分段帶有主機基座，故對其基座表面也要進行平面度檢驗，以保證主機能順利安裝，并且對高度為2150mm的內(nèi)底板進行四角水平度檢驗。（5）待分段完工后，劃出分段檢驗線和輪廓線，便于進行余量切割。（6）肋板與縱桁的連接應(yīng)平齊，使板與骨架得以緊密貼合。（7）為保證船舶生產(chǎn)過程能夠正常進行，在船舶建造中，每道工序都應(yīng)該具備有效的尺寸精度控制，其具體精度要求如下：①分段構(gòu)件的理論線、安裝位置線、對合線、檢查線偏差：±1.0mm②零件劃線長度誤差范圍：±1.5mm；寬度誤差范圍：±1.0mm③零件劃線對角線誤差范圍：±1.5mm；曲線外形誤差范圍：±1.5mm④構(gòu)件位置安裝正確，垂直度：±3mm⑤平面度誤差：±3mm

結(jié)論在熟悉圖紙資料的前提下，運用SPD軟件建模出圖完成了53000DWT散貨船212雙層底分段生產(chǎn)設(shè)計,包括分段結(jié)構(gòu)圖、重量重心表和零件明細表等。通過完成本選題，對于所學(xué)專業(yè)內(nèi)容既有了更加透徹的理解、又能更加靈活地進行知識應(yīng)用。在識圖讀圖的過程中遇到了一些問題，經(jīng)過查閱有關(guān)書籍和文獻資料、和同學(xué)的討論及老師的解答，均已得到解決，同時專業(yè)知識儲備和專