基本結構
船體由
甲板、側板、
底板、
龍骨、旁龍骨、龍筋、肋骨、船首柱、船尾柱等構件組成。實際船舶的船體結構是十分複雜的,而艦船模型的船體結構簡單。艦船模型船體結構參照右圖。
龍骨 龍骨是在船體的
基底中央連線船首柱和船尾柱的一個縱向構件。它主要承受船體的縱向
彎曲力矩,製作艦船模型時要選擇木紋挺直、沒有節子的長方形截面松木條製作。
旁龍骨 旁龍骨是在龍骨兩側的縱向構件。它承受部分縱向彎曲力矩,並且提高船體承受外力的強度。艦船的旁龍骨常用長方形
截面松木條製作。
肋骨 肋骨是船體內的橫向構件。它承受橫向水壓力,保持船體的幾何形狀。艦船模型的肋骨常用三合板製作。
龍筋 龍筋是船體兩側的縱向構件。它和肋骨一起形成
網狀結構,以便
固定船側板,並能增大船體的結構強度。艦船模型的龍筋通常也由長方形的松木條製作。
船殼板 船殼板包括船側板和船底板。船體的幾何形狀是由船殼板的形狀決定的。船體承受的縱向彎曲力、水壓力、波浪衝擊力等各種外力首先作用在船殼板上。艦船模型的船殼板可以用松木條、松木板拼接粘結而成。
舭龍骨 有些船體還裝有
舭龍骨,它是裝在船側和船底交界的一種縱向構件。它能減弱船舶在波浪中航行時的搖擺現象。艦船模型的舭龍骨可以用厚0.5~1毫米的銅片或鐵片製作。
船首柱和船尾柱 船首柱和船尾柱分別安裝在船體的首端和尾部,下面同龍骨連線,它們能增強船體承受波浪衝擊力和水壓力,還能承受縱向碰撞和
螺旋槳工作時的震動。
結構特點
船體結構與其他焊接結構相比,具有以下特點:
1)零部件數量多。一艘萬噸級貨船的船體其零部件數量在20000個以上。
2)結構複雜、剛度大。船體中縱、橫構架相互交叉又相互連線,使整個船體成為一個剛性的焊接結構。一旦某一焊縫或結構不連續處衍生微小的裂紋,就會快速擴展到相鄰構件,造成部分結構乃至整個船體發生破壞。
3)鋼材加工量和焊接工作量大。各類船舶的船體結構重量和焊縫長度列於表1,焊接工時一般占船體建造總工時的30%~ 40%。因此,設計時要考慮結構的工藝性,同時也要考慮採用高效焊接的可能性,並儘量減少焊縫的長度。
加工及要求
船體加工是指將
號料後的材料通過手工或機械製成符合圖樣及工藝要求的船體零件的過程。為使船舶能在惡劣天氣條件下承受各種外力對船體的衝擊和作用,船舶必須按《鋼質海船入級與建造規範》的技術要求進行設計和建造,並需經由主管機關授權的船級社或指定的驗船師按《鋼質海船人級與建造規範》檢驗合格後方可投入營運。作為船舶建造人員應熟練掌握船舶建築與結構的基礎知識。
船體的結構決定其強度的大小,同時強度的大小也決定了船舶的運載能力。通常,根據不同的運載需要而設計不同強度的船體結構。在設計過程中,船體結構應具有良好的連續性,以達到需要的強度。
製造裝配流程
工藝流程
船體製造工藝流程一般為:鋼材下料(切割焊接坡口)--加工成形--拼板焊接加工--成形--小合攏(T形排焊接,平面構架焊接)--中合攏(分段焊接)--大合攏(船合裝焊)--下水。
(1)鋼材下料 鋼材下料是按下料草圖或軟體程式,將鋼板、型鋼等切割、機械加工成零件。大型船廠下料切割大多採用數控和機械化(半自動)切割機,其切口粗糙,可按要求同時切割出焊接坡口。應儘可能將坡口在下料的切割,這樣既可提高效率,又可保證坡口加工精度。
(2)拼板 大型造船廠常用的拼板焊接方法有三種:龍門架埋弧焊、三絲埋弧焊和胎架拼焊。
船體裝配
裝配就是將加工合格的船體零件組合部件、分段、總段,直至船體的
工藝過程。船體裝配分為
船體結構預裝焊和和船台裝焊,其中船體結構預裝焊又分為部件裝焊、分段裝焊和總組裝裝焊三道工序。
船體結構預裝焊所使用的主要設備有起重、
電焊、
氣割和
壓縮空氣設備,以及管道、平台和胎架。其中平台和胎架試主要工藝設備。