Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный морской техническийуниверситет
Реферат на тему
«Плазовые работы в судостроении».
Выполнила студентка
группы 51ЭК1
Зыкова А. С.
Проверил
ст. преподаватель
Ива А. А.
Санкт-Петербург
2004
Введение
Водныйтранспорт имеет огромное значение для нашей страны с её обширной речнойсистемой и морским побережьем громадной протяженности. В связи с этимвозрастает и значимость судостроительной промышленности.
/>
Дощаник
Судостроениеявляется материало- энергоемкой отраслью и требует обширного кооперирования спредприятиями других отраслей. За счет этого судостроение образует некоеподобие целого экономического сектора, в который входят металлургические,машиностроительные, деревообрабатывающие, химические предприятия,электростанции, порты, строительные предприятия, страховые компании. Деятельностьвсех их завязана на судостроении, причем предполагается движение огромныхкапиталов в этой сфере, что должно приносить доход, как государству, так ичастным фирмам.
Кроме высокихдоходов, эта инфраструктура обеспечивает создание миллионов рабочих мест, чтопри нашем текущем уровне безработицы в 9,1% от экономически активного населения(6,7 млн. безработных) чрезвычайно важно.
Таким образом,судостроение стимулирует производство и экономический рост в очень многихотраслях промышленности, является неотъемлемой частью российской экономики ивследствие важности своей продукции имеет общегосударственное значение.
Технология судостроения как наукаизучает сущность производственных процессов постройки судов, взаимосвязь этихпроцессов и закономерность их развития. Она базируется на таких фундаментальныхнауках, как математика, механика, физика, химия, и взаимодействует с широкимкругом прикладных наук, непосредственно связанных с созданием судна:проектирование судов, теория корабля, прочность судна, экономикасудостроительной промышленности и другие.
С точкизрения производственной составляющей понятие «технология судостроения»включает в себя производственный процесс постройки судна, соответствующиетехнические средства, различные ресурсы, систему управления социальную иприродную среды, в которых реализуется производственный процесс, включаяэкологические процессы.
Технологиясудостроения постоянно совершенствуется по мере развития науки и техники вцелях создания принципиально новых кораблей и судов, в том числе с корпусами изновых конструкционных материалов, с новыми энергетическими установками, в томчисле и ядерными, а также в целях обеспечения научно-технического прогрессасудостроительного производства.
Подпроизводственным процессом (ГОСТ 14.04-83) понимается совокупность всехдействий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии дляизготовления или ремонта продукции. Производственный процесс судостроительногопредприятия подчинен одной цели – выпуску судов конкретного типа, требуемогокачества и в заданном количестве.
При созданиитакой сложной продукции, как современное судно, в процессе проектирования корпуссудна делят на законченные в конструктивном и технологическом отношенииотдельные части. Корпус судна делят на детали и сборочные единицы различнойсложности:
деталь – изделие,изготавливаемое из материала одной марки без применения сборочных операций;
узел –технологически законченная часть корпусной конструкции, состоящая из несколькихдеталей (технологически законченная означает, что узел может быть передан наследующую операцию сборки);
секция –технологически законченная, отдельно изготавливаемая часть корпуса, состоящаяиз ряда узлов и отдельных деталей;
блок секций - частькорпуса судна, отсеченная в большинстве случаев плоскостями, параллельнымимидель-шпангоуту, а иногда и палубами, и отдельно формируемая из секций, узлови деталей. Блок секций с установленными механизмами, элементами систем,устройств, оборудования и т.п. называют блоком судна.
Деление суднана детали и сборочные единицы определяет и деление общего производственногопроцесса постройки судна на соответствующие составляющие производственныепроцессы. К таким процессам относят, например, изготовление деталей, узлов,секций, и блоков секций корпуса, формирование корпуса судна на построечномместе, изготовление и монтаж труб на судне и т.д.
В своей работеавтор будет повествовать о таком производственном процессе как плазовые работы,являющимся неотъемлемой частью процесса постройки судна.
Содержание плазовых работ. Плазоваяразбивка корпуса судна.
Основныеплазовые работы включают:
1. вычерчиваниеплазовой разбивки;
2. определение формыи размеров деталей корпуса, т.е. деталировку корпусных конструкций свычерчиванием эскизов деталей и составлением таблиц размеров деталей
3. вычерчиваниечертежей-шаблонов, копир-чертежей, изготовление шаблонов, каркасов, макетов, идругие работы, необходимые для изготовления деталей корпуса и сборки корпусныхконструкций.
Обводыкорпуса обычно задают теоретическим чертежом по 20 теоретическим шпангоутам.
Припроектировании судна теоретический чертеж вычерчивают в масштабе 1:200, 1:100,1:50, 1:25. Масштаб выбирают в зависимости от длины судна. На основетеоретического чертежа проектант судна разрабатывает в большем масштабе чертеж– практический корпус, на котором вычерчивают все практические (конструктивные)шпангоуты, линии пазов наружной обшивки и другие теоретические линии. Снимаяразмеры с практического корпуса, проектант задает в табличной форме абсциссы,ординаты и аппликаты (в судостроении их обычно называют просто «ординатами»)всех точек пересечения ватерлиний и батоксов с теоретическими и практическимишпангоутами, координаты точек формообразующих линий корпуса – штевней,мидель-шпангоута, пересечения палуб с бортом и др.
Даются такжевысоты второго дна, палуб, платформ, ярусов надстроек, расположение поперечныхи продольных переборок, координаты точек пересечения пазов наружной обшивки итеоретических линий продольного набора со шпангоутами. Кроме того, проектантразрабатывает чертеж растяжки наружной обшивки (рис. 3.2), на которомвычерчивают линии пазов, внутри секционных и монтажных стыков, продольного ипоперечного набора и проставляют толщины листов наружной обшивки.
Чертежрастяжки наружной обшивки представляет собой условную развертку поверхностикорпуса на плоскость. Для ее построения на вертикальных линиях практическихшпангоутов откладывают длины растяжек шпангоутов между пазами, нанесенными напрактическом корпусе. Полученные таким образом точки соединяют плавнымикривыми. Эти кривые – пазы – разделяют наружную обшивку на поясья. Коконечностям корпуса поясья сужаются. Поэтому два пояса в один или три пояса вдва. Место перехода поясьев называют «потеряем» (см., например, 5 — 7-й поясьяв районе 54-го шпангоута).
Всю цифровуюинформацию о геометрии корпуса снимают с теоретического чертежа и чертежапрактического корпуса лдинейкой. Точность согласования сетки и обводов корпусана теоретическом чертеже и практическом корпусе, а также точность ихвычерчивания и порог остроты нормального зрения таковы, что погрешностиграфических построений и размеров, снятых линейкой, могут достигать значений,существенно превышающих допустимую величину погрешностей при последующемопределении формы и размеров деталей корпуса и сборке корпусных конструкций.Например, если погрешность составляет 0,5 мм, то при масштабе чертежа 1:100погрешность в размерах детали или конструкции составит 50 мм, а при масштабе1:50 составит 25 мм, поэтому возникает необходимость в укрупнении масштаба этихчертежей для уточнения обводов судна, заданных проектантом. Для этого на заводевычерчивали проекции «бок», «полуширота» и «корпус» в натуральную величину.Место, на котором они вычерчивались, стали называть плазом, а сам чертеж– плазовой разбивкой. Плазовую разбивку и другие плазовые работывыполняло плазово-разметочное бюро. Плазовая разбивка внатуральную величину вычерчивалась карандашом в трех проекциях на специальноподготовленном полу или на полу, покрытом фанерными щитами, а затем линиипрорезались шилом или прочерчивались краской с помощью рейсфедера. Для такойразбивки требовалось специальное помещение весьма значительных размеров, крометого, работа по согласованию сетки, обводов и вычерчиванию плазовой разбивки, атакже операции по определению формы и размеров деталей корпуса на натурномплазе были весьма трудоемки.
В 50-е годы вотечественном судостроении вместо натуральной стали применять масштабнуюплазовую разбивку, выполняя ее в масштабе 1:10 (иногда 1:5). Разбивкувычерчивают на окрашенных белой эмалью дюралюминиевых листах толщиной 4-10 мм,лежащих на столах. После окраски листов эмаль прошкуривают мелкозернистойнаждачной бумагой до получения гладкой матовой поверхности.
Масштабнуюразбивку вычерчивают, как и натурную, в трех проекциях – «бок», «полуширота» и«корпус». Для уменьшения трудоемкости, повышения точности разбивки и сокращенияплощади плаза проекцию «полуширота» всегда совмещают с проекцией «бок».Проекцию «корпус» вычерчивают отдельно, обычно на двух щитах (для носовой икормовой частей).
Масштабнуюплазовую разбивку начинают, как и натурную, с построения сетки теоретическогочертежа. Затем наносят точки линий обводов корпуса и прочерчивают ихкарандашом. Обводы согласовывают и сглаживают в трех проекциях. Подсогласованными понимают обводы, координаты точек которых на разных проекцияхравны между собой, а под сглаженными – плавные, не имеющие волнистости кривые.При этом плавность обводов проверяется не только в сечениях по шпангоутам,ватерлиниям и батоксам, но и построением рыбин. Рыбиной называют линиюпересечения поверхности корпуса плоскостью, перпендикулярной к одной изплоскостей проекций судна и не параллельной двум другим. О плавности обводовсудят по плавности рыбины. На согласованную плазовую разбивку наносяттеоретические линии продольного и поперечного набора корпуса, пазов и стыковнаружной обшивки, а также другие теоретические линии. Все линии обводят краскойразличных цветов специальными рейсфедерами, обеспечивающими постоянную толщинулиний, равную 0,1 мм.
Для нанесенияи снятия размеров применяют штриховой метр первого разряда (ШМ-1Р) с ценойделения шкалы 0,2 мм и лупой семикратного увеличения. Применяют также тонкиестальные рулетки с ценой деления шкалы 0,5 мм. Погрешности при масштабнойразбивке не превышают в пересчете на натуру погрешностей при натурной разбивке.Кроме того, на разбивке наносят не показанные на рисунке ось валопровода, линиипродольных ребер жесткости, поперечные сечения фундаментных балок и другиелинии, необходимые для определения размеров деталей корпуса. Надписывают номерашпангоутов, наименования связей, обозначения пазов и стыков.
Правилананесения толщин листов и профилей относительно основных плоскостей проекций(ОП, ДП, ПМШ) регламентированы ГОСТ-2.419-68. Теоретическая линия проходит потой стороне листа, которая ближе к соответствующей основной плоскости.Теоретическая линия листов наружной обшивки проходит по их внутреннейповерхности. Теоретическая линия вертикального киля и продольной переборки,расположенной в ДП, находится в ДП. Теоретическая линия симметричных замкнутыхпрофилей совпадает с их осью. Теоретические линии вырезов люков и шахт проходятпо внутренней поверхности комингсов.
Разбивкуотдельных конструкций выполняют так, чтобы по ней можно было определить размерывходящих в них деталей. Листы и профили, перпендикулярные к ПМШ, изображаютодной линией (например, 1-й стрингер, настил второго дна на участке 14-20-гошпангоутов), наклонные конструкции – следами сечения по каждому шпангоуту(настил второго дна на участке 10-13-го шпангоутов, 2-й стрингер и др.). Ребражесткости задаются только линией их притыкания к обшивке.
В случаях, когдас помощью геометрических построений трудно определить окончательную формуконструкции, на плазе изготавливают макет из досок и фанеры. Для уточненияформы якорных клюзов изготавливают макет части носовой оконечности в масштабе1:10, 1:5 или в натуральную величину, проверяя на нем самовываливание якоря поддействием его силы тяжести. По макету кормовой оконечности уточняютокончательную форму моделей кронштейнов гребных валов, мортир и дейдвудногоустройства.
Графические методы определения формы и размеровдеталей корпуса
Впроцессе конструирования корпусные конструкции вычерчивают в различных масштабах в чертежах технического проекта и затем в рабочих сборочных чертежах.Чертежи, необходимые для изготовления деталей корпуса, проектанты судов не выпускают.В спецификациях к рабочим сборочным чертежам указываются толщины листовыхдеталей, номера профилей деталей набора, размеры сечений полосовых деталей,пиллерсов, размеры простейших книц, вырезов для ребер жесткости на флорах (вальбомах узлов корпусных конструкций). Однако измерить по указанным чертежам изадать в них точную форму деталей, все размеры, необходимые для изготовления,невозможно из-за масштабных погрешностей. Поэтому для определения точной формыдеталей корпуса и их размеров пользуются плазовой разбивкой.
Форму иразмеры деталей корпуса определяют в основном по проекции «корпус» плазовойразбивки. Проекции «бок» и «полуширота» используют для уточнения размеровштевней, фундаментов и других конструкций, а также для выполнения вспомогательныхпостроений.
По способамопределения формы и размеров все детали корпуса могут быть разбиты на пятьгрупп.
1. Детали, формаи размеры которых полностью заданы чертежом (прямоугольные листы и кницы, полкифундаментов, пиллерсы и т. п.)
2. Плоскиедетали, расположенные в плоскостях шпангоутов и, следовательно, изображаемые напроекции «корпус» плазовой разбивки без искажения.
3. Плоскиедетали, расположенные вдоль судна. Здесь различают два случая: а) плоскостьдетали перпендикулярна ПМШ; б) плоскость наклонна к ПМШ. В первом случае детальизображается на проекции «корпус» одной прямой линией, во втором случае - несколькими параллельными прямыми – следами пересечения с плоскостямишпангоутов.
4. Изогнутыедетали, форму и размеры плоской заготовки которых получают теоретически точнымиспособами развертывания. Различают следующие случаи: а) детали со сломом, т.е.состоящие из двух или большего количества плоских участков; б) деталицилиндрической формы; в) детали конической формы.
5. Детали двоякойкривизны (в том числе веерной формы), форму и размеры плоской заготовкикоторых получают приближенным развертыванием деталей на плоскость, так кактеоретически такие поверхности не развертываются.
На каждуюдеталь корпуса или ее заготовку на плазе разрабатывают эскиз. При вычерчиванииэскизов деталей корпуса вручную соблюдение масштаба не требуется. Кривизнаслабо изогнутых линий усиливается. На эскизах наносят размеры детали,ориентирные надписи (верх, низ, нос, корма, борт, к ДП и т.д.), вид и размерыразделки кромок под сварку, расположение и размеры припусков. Надписываютсодержание марки, которая должна быть нанесена на детали после ее изготовления.
Форму иразмеры деталей второй группы определяют непосредственнымизмерением расстояний между теоретическими линиями с учетом изложенных вышеправил расположения толщин листов и профилей относительно этих линий. Так,длина флора, измеренная от ДП до обшивки, должна быть уменьшена на половинутолщины вертикального киля. Кроме контуров деталей по плазу определяют такжерасстояния между вырезами для прохода продольного набора, места шпигатов подсварные швы и т. п. По чертежу секции находят величину срезов в углах,расположение и размеры вырезов облегчения, места и характер разделки кромок подсварку и т.п.
Форму иразмеры деталей третьей группы определяют построением. При этомопределяют истинную длину прямых и кривых линий, расположенных вдоль судна. Этадлина называется растяжкой.
Например, научастке поверхности корпуса между 23 и 27-м шпангоутами проходит линия abcde. Дуговыерасстояния между точками пересечения указанной линии со шпангоутами на проекции«корпус» называют прогрессами и обозначают буквой «П». Для построениярастяжки этой линии на соответствующих шпангоутах проекции «бок» откладываютпрогрессы (если проекции «бок» нет, то строят шпангоутную сетку). Соединивплавной кривой точки a, b, c, dиe получимрастяжку линии abcde. Прогрессы замеряют гибкойметаллической линейкой, огибая ее по линии abcdeили гибкойрейкой, на которой карандашными отметками отмечают положение точек a, b, c, d, e, после чего,приложив линейку к распрямившейся рейке, замеряют величину прогрессов. Шпацияобозначена буквой «Ш». Участки растяжки между шпангоутами называют растянутойшпацией, обозначена «РШ». Точно также можно определить истинную длину линиина поверхности корпуса, проектирующуюся на проекцию «корпус» в виде прямой абгдж.
Форму иразмеры плоских заготовок деталей четвертой группы определяютпостроением их разверток различными методами. Для построения развертки килевойкоробки (группа 4а) ее наклонную часть разворачивают на плоскость. Линия слома– прямая АБ. При отгибании наклонной части коробки до ее совмещения с ОПпазовые точки перемещаются в плоскостях, перпендикулярных линии слома. Проводячерез пазовые точки пунктирные линии, перпендикулярные линии слома, например,точек А и Б до пазовых точек, получим контур развертки килевой коробки –многоугольник ЕАВ’Д’БЖ. При этом не принималось во внимание, что в процессегибки заготовки горизонтальная часть коробки переходит в наклонную на подуглом, а по цилиндрической поверхности, и не учитывалась толщина листа.
Длинасогнутого участка по нейтральному слою составит l = (R + s/2)j. Для описанного выше способадлина пунктиров l1 = 2Rtg (j/2). Погрешность Dl = l1-l= 2R tg (j/2)– (R+s/2)j=f (R, s, j). При наиболеераспространенном случае, когда R=2s и j=p/2, Dl=0,07s. Такойпогрешностью можно пренебречь. Но если R=10s, топогрешность составит 3,5s и ее необходимо учитывать, отняв покромке площади развертки полоску шириной Dl.
Дляпостроения развертки усеченной цилиндрической детали ее поверхностьразворачивают на плоскость, разгибая две симметричные относительно образующейАБ части этой поверхности. При этом пазовые точки шпангоутов перемещаютсяточно к образующей, а длина дуг шпангоутов на развертке равна длине дугшпангоутов на проекции «корпус». Обогнув шпангоут на проекции «корпус» гибкойрейкой или гибкой металлической линейкой, отмечают на них положение средней А икрайних (пазовых) точек В и Г шпангоутов. Совместив отмеченную на рейке(линейке) среднюю точку А с точкой А” и изогнув рейку (линейку) до пересеченияотмеченными крайними (пазовыми) точками В иГ пунктирных линий, перпендикулярныхк образующей А”Б”, находят точки пересечения В“ и Г”. Аналогично находят точкиД” и Е”. Соединив точки В” и Д”, Г” и Е” прямыми, получим контур развертки.Между стрелкой выгиба у среднего шпангоута на развертке и стрелкойпрогиба m этого шпангоута на проекции«корпус» существует соотношение, вытекающее из подобия треугольников y: m = П: Р. Отсюда
y = mП = mП (3.1)
Р Ш2+ П2
Этаформула используется для расчета стрелки выгиба среднего шпангоута припостроении разверток листов двоякой кривизны. Участок листа в двух смежныхотносительно среднего шпангоута шпациях заменяют цилиндрической поверхностью.Но прогрессы слева и справа от среднего шпангоута имеют разную величину,например, П1 и П2, поэтому принимают
y = m(П1 + П2) (3.2)
4Ш2+(П1 + П2)2
Форму иразмеры плоских заготовок деталей пятой группы определяютприближенными методами, так как поверхности двоякой кривизны не могут бытьразвернуты на плоскость геометрически точными способами. Для придания плоскойзаготовке формы детали двоякой кривизны заготовку гнут. При этом одни волокнаприходится растягивать, а другие сжимать. Однако кривизна деталей корпусаневелика, поэтому часто этими деформациям можно пренебречь. Только призначительной кривизне детали необходимо геометрическую разверткукорректировать, исходя из ожидаемой величины пластических деформаций гибки.Плазовое обеспечение корпусных работ
Кромеплазовой разбивки и определения формы и размеров всех деталей корпуса, т.е.деталировки корпусных конструкций с вычерчиванием эскизов деталей исоставлением таблиц размеров, к плазовым относят работы, выполняемые дляобеспечения работ корпусных цехов (рис. 1)
Копир-чертежи вычерчиваюттушью в масштабе 1:10 на матовой стороне плотной бумаги, наклеенной настеклянную пластину толщиной 5-6 мм, благодаря чему размеры копира остаютсянеизменными даже при длительном хранении. Толщина линий контуров деталейзависти от конструкции системы слежения копир-чертежа за кромкой контурнойлинии и колеблется от 0,3 до 1 мм. Допускаемая погрешность размеров вычерченныхдеталей для кромок, сопрягаемых при сборке с другими деталями, принята 0,1 мм,для свободных кромок – 0,2 мм, для кромок с припусками и вырезов облегчения –0,3 мм. Контуры деталей предварительно вычерчивают на плазовом дюралюминиевомщите тонкими карандашными линиями, затем отдельные точки контура перекладываютна прозрачную пленку – астролон, а с нее на копир- чертеж. По точкам-наколкамвычерчивают контур детали. Детали вычерчивают и непосредственно накопир-чертеже по эскизам.
Шаблоны,каркасы и макеты изготовляютиз высушенных сосновых досок и березовой фанеры на участке плаза, оборудованномстанками по обработке дерева.
По назначениюшаблоны подразделяют на разметочные, гибочные, контуровочные и проверочные.
Шаблоны дляразметки контуровдеталей целесообразно применять, если нужно разметить большую партию одинаковыхдеталей, например, книц. Шаблон изготавливают из фанеры, досок или дюралюминия.Контур деталей получают на металле, очерчивая контур шаблона чертилкой.
/>
Рис.1. Плазовое обеспечение корпусных цехов.
Гибочныешаблоны– поперечные и продольные – служат для проверки формы изогнутой детали впроцессе гибки ее заготовки. Шаблоны прикладывают к заранее размеченным назаготовке линиям и по прилеганию к поверхности изгибаемой заготовки судят осоответствии ее формы требуемой.
Шаблон дляконтуровкиприкладывают к детали или к конструкции, кромку которой следует обработатьначисто, и очерчивают чертилкой для разметки линии припуска, подлежащегоудалению ручной тепловой резкой.
Для проверкипоперечной формы изгибаемой заготовки контур гибочного шаблона снимается сплаза без каких-либо построений, так как рабочая кромка шаблона повторяетобвод шпангоута. Однако при масштабной разбивке непосредственный перенос линийна шаблоны в натуральную величину невозможен. Для этого необходимо контур из М1:10 или 1:5 перевести в масштаб 1:1. Контур копируют с масштабной разбивки напрозрачную пленку, которую фотографируют на стеклянную пластинку. Негатив спомощью проектора проектируют в натуральную величину на доску или фанеру. Затемпо прижатой вдоль световой линии гибкой рейке карандашом вычерчивают контуррабочей кромки шаблона, по которому ленточной пилой опиливают кромки. Контурможно вычертить в натуральную величину и по точкам, координаты которых сняты смасштабного плаза в форме таблицы с эскизом. Длина хорды 1094 мм.
Дляконтроля продольной формы изгибаемой заготовки изготовляют продольный шаблон.Контур рабочей кромки продольного шаблона получают специальным построением.Шаблон должен прикладываться листу в серединах крайних шпангоутов нормально кповерхности в середине листа.
Для проверкив процессе гибки формы наиболее сложных криволинейных листовых деталей и дляразметки контура этих деталей после гибки их заготовок применяют каркасы.Их собирают из отдельных деревянных поперечных шаблонов, скрепленных междусобой продольными рейками. Рабочая поверхность каркаса образуется какпоперечными шаблонами, так и продольными рейками-расшивинами, врезанными вшаблонами заподлицо с их лекальной кромкой. Если плоскость основания каркаса(базовая плоскость) перпендикулярна к ПМШ, то для его изготовления нужно расставитьпоперечные шаблоны на расстоянии шпации друг от друга и в таком положениизакрепить их. Для уменьшения высоты каркасов чаще изготовляют так называемыеусеченные каркасы, базовая плоскость которых не перпендикулярна ПМШ ивыбирается так, чтобы высота поперечных шаблонов оказалась примерно одинаковой.
Длясборочно-сварочного цеха плазово- разметочное бюро (плаз) разрабатывает эскизыдля проверки размеров секций, разметки мест установки набора, вырезов и деталейнасыщения, а также эскизы, шаблоны и таблицы для контуровки секций. Крометого, плаз разрабатывает шаблоны или эскизы с таблицами для изготовления лекалспециальных сборочных постелей и настройки стоек универсальных постелей, атакже малки. Малкой называется отличный от прямого угол между набором иповерхностью полотнища, на которое он устанавливается. Малки передаются в видетаблиц или в виде фанерных шаблонов.
Длясборки корпуса судна на стапеле плаз разрабатывает эскизы и таблицы,характеризующие форму деревянных подушек опорных устройств, расположение устанавливаемых секций относительно базовых плоскостей судна, эскизы и шаблоныдля проверки обводов корпуса судна и нанесения марок углубления, а также данныедля разметки и проверки положения оси валопровода, для установки фундаментов ит. п., т.е. выдает все данные, необходимые для выполнения разметочных ипроверочных работ при изготовлении корпусных конструкций и сборке корпусасудна.
Математические моделиформы корпуса, аналитическое согласование и сглаживание его обводов
Споявлением компьютеров и развитием науки и техники, резко снизившихтрудоемкость вычислительных процессов и повысивших точность вычислений, сталиразрабатываться и широко внедряться в практику проектирования формы корпусааналитические методы. Имеется множество методов аналитического описания линий иповерхностей теоретического чертежа, позволяющих задавать их в виде уравнений,совокупность которых представляет математическую модель
Формыкорпуса в САПР судов обводы корпуса генерируются на основе заданных проектныххарактеристик судна.
Если на стадиипроектирования судна поверхность его корпуса задана математическимиуравнениями, то необходимость в согласовании и сглаживании отпадает. Однако впрактике проектирования форму корпуса задают в виде теоретического чертежа исовокупности ординат точек формообразующих линий, заданных в таблицах.Совокупность координат этих точек представляет собой цифровую модель формыкорпуса. Координаты точек поверхности корпуса содержат погрешности, поэтому дляобеспечения требуемой точности плазовой разбивки необходимо согласовать исгладить обводы корпуса на всех трех ее проекциях.
Для заменытрудоемких графических операций согласования и сглаживания обводов корпусаразработаны и внедрены в практику судостроения графоаналитические методы,позволяющие использовать вычислительную технику. Автоматизированные системы плазовых работ
Внастоящее время плазовые работы в основном автоматизированы. В отечественном изарубежном судостроении разработаны и применяются системы автоматизированногопроектирования судов (САПР), в составе которых имеются подсистемы, решающиеплазовые задачи математическими методами на основе математических моделейформы и конструкции корпуса судна. Подсистемы содержат так называемые модули,каждый из которых решает определенную задачу.
Вотечественном судостроении известны подсистемы АТОПС (автоматизированноетехнологическое обеспечение постройки судов), СИБОС (система безплазовогообеспечения постройки судов), ПЛАТЕР (плазово-технические расчеты) и другие.Все системы и подсистемы решают идентичные задачи и выдают аналогичныерезультаты. Они различаются в основном используемым математическим аппаратом.
Принципиальнаяструктура модулей автоматизированной подсистемы плазовых работ, присущаябольшинству существующих САПР судов, содержит:
— банкисходных данных (исходной информации);
— математическую модель (система математических уравнений, описывающих геометриюкорпуса);
— математический метод (алгоритм) решения задачи;
— программы решения задачи;
— расчеты, выполняемые компьютером для решения задачи;
— результаты решения;
— графические и текстовые представления результатов решения, выполняемыечертежными машинами и печатающими устройствами.
Модулямиподсистемы плазовых работ рассчитываются и вычерчиваются:
теоретическаяформа корпуса (генерируется его теоретические обводы и вычерчиваетсятеоретический чертеж;
положениетеоретических линий пазов, стыков наружной обшивки, поперечного продольногонабора (генерируются теоретические линии и вычерчивается практический корпус);
формаи размеры плоских деталей и разверток неплоских деталей корпусных конструкций ивычерчиваются эскизы деталей и разверток;
раскройлистового и профильного проката и вычерчиваются карты раскроя;
контурыгибочных шаблонов для проверки формы изогнутых деталей в процессе их гибки;
высотыстоек или формы лекал постелей для сборки секций, положение теоретических линийнабора размечаемых на полотнищах секций для установки набора, размеры контуровсекций, контуруемых в чистый размер;
управляющиепрограммы тепловой резки листового проката для машин с ЧПУ.
Исходнымиданными для генерирования теоретической формы корпуса служат главные размерениясудна, их соотношения и проектные характеристики формы корпуса (коэффициентыполноты, погибь бимсов, седловатость палуб и другие). Наряду с этим формакорпуса задается зачастую графически в виде теоретического чертежа,практического корпуса и таблиц ординат точек теоретических линий. В этом случаематематическая модель формы корпуса строится на основе этих чертежей и таблицпутем сглаживания его теоретических линий математическими методами споследующей аппроксимацией этих линий уравнениями.
Длярасчета формы и размеров деталей корпуса необходимы дополнительно исходныеданные о конструкциях корпуса, т.е. о положениях и конструкции его перекрытий,продольных и поперечных переборок, продольного и поперечного набора, наборапереборок, размеров штевней, о форме и размерах поперечных сечений всех связейкорпуса, их толщинах, толщинах наружной обшивки, о форме и размерах книц,фундаментов, пиллерсов и т. д. Эти данные задаются в корпусных чертежах.
ВСАПР судов появляются конструкторские модули, рассчитывающие, проектирующие ивычерчивающие конструкции корпуса на основе банка унифицированных элементовкорпусных конструкций. Конструкции синтезируются из этих элементов в диалоговомрежиме конструктор – компьютер на дисплее компьютер. В этом случае исходнымиданными для расчета формы и размеров деталей корпуса служат данные о корпусныхконструкциях, разработанных САПР. Это исключает необходимость деталировкикорпуса судна, выполняемой плазами заводов.
Список использованнойлитературы:
1. «Основытехнологии судостроения», изд. СПб «Судостроение», В. Л. Александров, 1995 г.
2. «Технологиясудостроения», изд. СПб «Профессия», А.Д. Пармашов, 1994 г.
3. «Технологиясудостроения и ремонта судов», изд. СПб «Судостроение», Ю. Г. Желтобрюх, 1995г.