2-5-2 船体构件展开(1)
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第五节 船体构件展开（2）
船体构件展开
教学要求：掌握求空间曲线实长的方法；掌握 船体外板、船体其它构件的近似展开。 重点：空间曲线与平面投影线之间的几何关系。 教学内容： 船体构件有平面构件、可展曲面构件和不可展 曲面构件3类。又有板材构件与型材构件两种， 本章主要介绍板材构件的展开方法。
展开：将那些在投wk.baidu.com图上不能表示出真实
形状的空间曲面实形求出，并摊开在平面 上的过程，称为展开。
船体外板的展开（shell plate development）：
根据外板在肋骨型线图上的投影，求出其 在展开后的真实形状和尺寸。
外板展开的方法： ① 准线法 将非可展曲面分割成若干四边形，展 平四边形并以准线加以约束的近似展开 法。 ② 撑线法 将非可展曲面分割成若干三角形，依 次展开每个三角形以近似展开曲面的方 法。
2、 单向曲度板
单向曲度板：只有纵向或横向曲度的外板。 单向曲度板在肋骨型线图上也有两种表示： 1）重合圆弧线； 2）不等间距的若干平行线。
1）重合圆弧线
在肋骨型线图投影为重合圆弧线的单向曲度板仅有横 向曲度，如下图所示：
展开方法：
取圆弧中点作一准线（法线）并延长； 在延长线上绘出理论肋骨线以及首尾横缝 线； 用样条沿弧线围取上下纵缝间肋骨线弧 长，分别驳划到对应理论肋骨线上得各点， 将各点连顺即得展开图。
（一） 外板展开的三要素 1、投影线实长
外板纵缝线和纵向结构线，一般是具有 双向曲度的空间曲线，在三个剖线图上均未 反映其真实长度。展开船体构件时，必须求 出这些投影线的实际长度(简称“求实长”)。
（1）纵向曲线在一个肋距内的空间几何关系（如图a 、b） （2）跨越数档肋距的曲线实长的求法（如图c、d） 在肋骨型线图上，用样条录下投影线与各肋骨线交点1′、 2′、3′、4′； 以肋距L作肋骨站线； 将样条伸直，将上面的1′～4′各点转划到相应的肋骨线 上得1、2、3、4点； 将1～4点连成光顺曲线，即为空间曲线实长线。
s K m L
s
Km L
Km L2 K 2
（3）中间肋骨弯度
外板展开后的各肋骨弯度是不同的。展开外 板时，一般只求出其中间肋骨的肋骨弯度。 当由中间肋骨向该外板两端依次拼接每一肋 距间的展开四边形时，自行产生其他各肋骨弯度。 中间肋骨弯度的作图求取方法如图所示。 外板展开图上肋骨弯度的方向应与肋骨型线图 上对应肋骨曲线的弯曲方向一致。
2）在肋骨型线图上的投影呈若干根等间距的平行直线
展开方法：
在上下纵缝线中间作一条准线（法线）； 用样条A量取首尾端接缝和各肋骨线之间的距 离，然后依次驳划到理论肋距线上，求“伸长肋 距”； 将伸长肋距驳划到准线延长线上，作出伸长 肋骨线； 将上下纵缝线投影到对应的伸长肋骨线上， 用样条连顺即得展开图。
（2） 肋骨弯度的求法
观察：在一个肋距范围内，外板与其投影的空 间几何关系。
PQ、OR：外板纵缝线。 AB：展开外板所作的准线。 A′B：AB在3号肋骨剖面内的投影。 QR：3号肋骨线QDR所对应的弦线，与A′B 的交点为C。 过C作AB的垂线CD。 展开外板时，3号肋骨剖面对应的法面是QDR和CD所在的平面。 DB：3号肋骨线的肋骨弯度值s。 在一个肋距内外板上的曲线可近似看作直线。 图d）表示图a）中的准线平面ABA′。 在图d）中： A′B：相邻两肋骨线所夹准线投影长（K） CB：肋骨线与其弦线所夹准线投影长（m） DB：肋骨弯度值。 手工放样用作图法画出准线平面上直角三角形和求肋骨弯度s。 有以下关系成立：
空间曲线实长的求法
2、展开使用的准线
船体纵向构件或外板在肋骨型线图上的投影 一般为四边形或由一些四边形依次拼接而成。只 求出四边形实长，四边形的形状不能唯一确定。 必须加一根能确定四边形各边相对位置的准线。 准线在构件展开图上展开后的实际形状最好是一 条直线，准线本身的作法要求简便且准线必须贯 穿整个构件，从而保证构件展开过程较为简便。 船体构件展开使用的准线种类很多。
3、肋骨弯度（冲势）的大小和方向
（1）肋骨弯度的几何概念 将船体外板近似地视作圆柱面，如图所示。 平行中体部分：圆柱面的母线垂直于肋骨剖面， 圆柱外板的法面与肋骨剖面平行(或重合)，其展开 图上肋骨线呈直线。 在首、尾部分：圆柱外板的母线与肋骨剖面不垂 直，外板法面与肋骨剖面斜交，展开图上的肋骨呈 曲线状。 肋骨弯度：展开图上肋骨曲线与过其弦线的法 面展开线(呈直线)间的最大拱度(图中的s)。
1、平直板的展开 平直板在肋骨型线图上有两种表示： 1）在肋骨型线图上的投影重合为一条直线； 2）在肋骨型线图上的投影呈若干等距离平 行线。
1）在肋骨型线图上的投影重合为一条直线
展开方法：
作一条准线(法线)，将它延伸到板缝理 论长度，划出肋骨线，将板缝宽度投影到 相应在肋骨线上，即得展开图。 ※ 若板缝宽度相同，又每档肋骨不升高， 则为矩形板； ※ 若板缝宽度虽然相同，而在每档肋骨 成等差值升高(或下降)，则为菱形板 。
2）不等间距的若干平行线
在肋骨型线图投影为不等间距的若干平行线的单向曲 度板仅有纵向曲度的外板，如下图所示：
展开方法：
在上下纵缝线中间作一条准线（法线）； 用样条A量取首尾端接缝和各肋骨线之间的距离， 然后依次驳划到理论肋距线上，求“伸长肋距”； 将伸长肋距驳划到准线延长线上，作出伸长肋 骨线； 将上下纵缝线投影到对应的伸长肋骨线上，用 样条连顺得展开图。
(二) 简单曲度外板的展开
船体外板展开前应分析外板的几何形状特征， 并选择合适的展开方法，以达到展开精度等要求。 船体外板按形状一般划分为简单曲度板和双曲 度板两大类。 简单曲度板又分为平直板和单曲度板。单曲度 板指仅有纵向曲度或横向曲度的外板。简单曲度板 可用垂直准线法进行展开。 双曲度板是指同时有纵向曲度和横向曲度的外 板。
船体构件展开
教学要求：掌握求空间曲线实长的方法；掌握 船体外板、船体其它构件的近似展开。 重点：空间曲线与平面投影线之间的几何关系。 教学内容： 船体构件有平面构件、可展曲面构件和不可展 曲面构件3类。又有板材构件与型材构件两种， 本章主要介绍板材构件的展开方法。
展开：将那些在投wk.baidu.com图上不能表示出真实
形状的空间曲面实形求出，并摊开在平面 上的过程，称为展开。
船体外板的展开（shell plate development）：
根据外板在肋骨型线图上的投影，求出其 在展开后的真实形状和尺寸。
外板展开的方法： ① 准线法 将非可展曲面分割成若干四边形，展 平四边形并以准线加以约束的近似展开 法。 ② 撑线法 将非可展曲面分割成若干三角形，依 次展开每个三角形以近似展开曲面的方 法。
2、 单向曲度板
单向曲度板：只有纵向或横向曲度的外板。 单向曲度板在肋骨型线图上也有两种表示： 1）重合圆弧线； 2）不等间距的若干平行线。
1）重合圆弧线
在肋骨型线图投影为重合圆弧线的单向曲度板仅有横 向曲度，如下图所示：
展开方法：
取圆弧中点作一准线（法线）并延长； 在延长线上绘出理论肋骨线以及首尾横缝 线； 用样条沿弧线围取上下纵缝间肋骨线弧 长，分别驳划到对应理论肋骨线上得各点， 将各点连顺即得展开图。
（一） 外板展开的三要素 1、投影线实长
外板纵缝线和纵向结构线，一般是具有 双向曲度的空间曲线，在三个剖线图上均未 反映其真实长度。展开船体构件时，必须求 出这些投影线的实际长度(简称“求实长”)。
（1）纵向曲线在一个肋距内的空间几何关系（如图a 、b） （2）跨越数档肋距的曲线实长的求法（如图c、d） 在肋骨型线图上，用样条录下投影线与各肋骨线交点1′、 2′、3′、4′； 以肋距L作肋骨站线； 将样条伸直，将上面的1′～4′各点转划到相应的肋骨线 上得1、2、3、4点； 将1～4点连成光顺曲线，即为空间曲线实长线。
s K m L
s
Km L
Km L2 K 2
（3）中间肋骨弯度
外板展开后的各肋骨弯度是不同的。展开外 板时，一般只求出其中间肋骨的肋骨弯度。 当由中间肋骨向该外板两端依次拼接每一肋 距间的展开四边形时，自行产生其他各肋骨弯度。 中间肋骨弯度的作图求取方法如图所示。 外板展开图上肋骨弯度的方向应与肋骨型线图 上对应肋骨曲线的弯曲方向一致。
2）在肋骨型线图上的投影呈若干根等间距的平行直线
展开方法：
在上下纵缝线中间作一条准线（法线）； 用样条A量取首尾端接缝和各肋骨线之间的距 离，然后依次驳划到理论肋距线上，求“伸长肋 距”； 将伸长肋距驳划到准线延长线上，作出伸长 肋骨线； 将上下纵缝线投影到对应的伸长肋骨线上， 用样条连顺即得展开图。
（2） 肋骨弯度的求法
观察：在一个肋距范围内，外板与其投影的空 间几何关系。
PQ、OR：外板纵缝线。 AB：展开外板所作的准线。 A′B：AB在3号肋骨剖面内的投影。 QR：3号肋骨线QDR所对应的弦线，与A′B 的交点为C。 过C作AB的垂线CD。 展开外板时，3号肋骨剖面对应的法面是QDR和CD所在的平面。 DB：3号肋骨线的肋骨弯度值s。 在一个肋距内外板上的曲线可近似看作直线。 图d）表示图a）中的准线平面ABA′。 在图d）中： A′B：相邻两肋骨线所夹准线投影长（K） CB：肋骨线与其弦线所夹准线投影长（m） DB：肋骨弯度值。 手工放样用作图法画出准线平面上直角三角形和求肋骨弯度s。 有以下关系成立：
空间曲线实长的求法
2、展开使用的准线
船体纵向构件或外板在肋骨型线图上的投影 一般为四边形或由一些四边形依次拼接而成。只 求出四边形实长，四边形的形状不能唯一确定。 必须加一根能确定四边形各边相对位置的准线。 准线在构件展开图上展开后的实际形状最好是一 条直线，准线本身的作法要求简便且准线必须贯 穿整个构件，从而保证构件展开过程较为简便。 船体构件展开使用的准线种类很多。
3、肋骨弯度（冲势）的大小和方向
（1）肋骨弯度的几何概念 将船体外板近似地视作圆柱面，如图所示。 平行中体部分：圆柱面的母线垂直于肋骨剖面， 圆柱外板的法面与肋骨剖面平行(或重合)，其展开 图上肋骨线呈直线。 在首、尾部分：圆柱外板的母线与肋骨剖面不垂 直，外板法面与肋骨剖面斜交，展开图上的肋骨呈 曲线状。 肋骨弯度：展开图上肋骨曲线与过其弦线的法 面展开线(呈直线)间的最大拱度(图中的s)。
1、平直板的展开 平直板在肋骨型线图上有两种表示： 1）在肋骨型线图上的投影重合为一条直线； 2）在肋骨型线图上的投影呈若干等距离平 行线。
1）在肋骨型线图上的投影重合为一条直线
展开方法：
作一条准线(法线)，将它延伸到板缝理 论长度，划出肋骨线，将板缝宽度投影到 相应在肋骨线上，即得展开图。 ※ 若板缝宽度相同，又每档肋骨不升高， 则为矩形板； ※ 若板缝宽度虽然相同，而在每档肋骨 成等差值升高(或下降)，则为菱形板 。
2）不等间距的若干平行线
在肋骨型线图投影为不等间距的若干平行线的单向曲 度板仅有纵向曲度的外板，如下图所示：
展开方法：
在上下纵缝线中间作一条准线（法线）； 用样条A量取首尾端接缝和各肋骨线之间的距离， 然后依次驳划到理论肋距线上，求“伸长肋距”； 将伸长肋距驳划到准线延长线上，作出伸长肋 骨线； 将上下纵缝线投影到对应的伸长肋骨线上，用 样条连顺得展开图。
(二) 简单曲度外板的展开
船体外板展开前应分析外板的几何形状特征， 并选择合适的展开方法，以达到展开精度等要求。 船体外板按形状一般划分为简单曲度板和双曲 度板两大类。 简单曲度板又分为平直板和单曲度板。单曲度 板指仅有纵向曲度或横向曲度的外板。简单曲度板 可用垂直准线法进行展开。 双曲度板是指同时有纵向曲度和横向曲度的外 板。