基于rhino的小型工程船锚链筒、锚穴三维设计

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1、基于Rhino的小型工程船锚链筒、锚穴三维设计　　摘要：小型工程船舶由于其经常性地停靠码头或其他船舶，通常会安装锚穴，将锚收存在船体以内。而锚链筒、锚穴的设计是一个复杂的三维变化问题，传统的利用木模拉锚实验来确定其最终位置的设计方法非常繁琐，采用Rhino三维软件辅助设计小型工程船舶的锚链筒、锚穴，能够大大缩短设计周期，节省设计成本。　　关键词：锚链筒；锚穴；三维设计　　中?D分类号：U674.3文献标识码：A　　Abstract：Smallengineeringvesselsoftendockatwharfortoothershipsan

2、dareusuallyequippedwithanchorrecessestostoreanchorswithinthehull.However，thedesignofhawserpipeandanchorrecessisacomplexthreedimensionalcase，traditionaldesignmethodwhichdeterminesthefinallocationbywoodenanchoringmodeltestisverycomplicated.Thispaperintroducesthedesignofsmall

3、engineeringvessel’shawserpipeandanchorrecesswiththe3DsoftwareRhinoanditiseasy，accurate，shortensthedesigncycleandsavesthedesigncost.　　KeyWords：Hawsepipe；Anchorrecess；3Ddesign　　1前言　　锚链筒、锚穴是船舶锚系统的重要组成部分，是锚的收存装置。其中锚链筒位于甲板和锚穴之间，用于锚干的收存；锚穴位于锚链筒下出口和外板之间，用于锚爪、锚臂、锚冠等的收存。　　船舶首锚的锚链筒一

4、般设于首部的两舷处，其上端出口一般位于主甲板或首楼甲板上，下端出口一般位于首部的外板处，对于设有锚穴的船舶，锚链筒下出口位于锚穴顶板上。锚链筒的形式和结构与船型、锚机、掣链器的形式等有着密切关系。通常按照锚链筒与水平面的夹角大小可以分为陡峭式和平斜式两种，其中陡峭式锚链筒在起锚的过程中更容易将锚拉进锚链筒，因而应用更加广泛。　　锚穴又称锚龛，是位于船舶首部两舷外板上的用于收存锚的龛状结构。对于客船、油船、港口船、拖轮、供应船及渔船等船型，由于其经常用首部停靠码头或其他船舶，此时突出于船外的锚容易造成码头或其他船舶的损坏，因此这些类型的船舶通

5、常设置锚穴，将锚收存在船体以内。对于高速船来说，采用锚穴后，除了可以对锚起到保护作用外，还能减少波浪对锚的冲击而产生的浪花，进而缓解因此引起的航行阻力的增加。另外，设置锚穴对船舶外形的美观性也有一定的作用。根据其形状和结构特点，锚穴可分为明式、暗式、马蹄形、伞形等几种，其中明式锚穴可以看到整个锚爪，而暗式锚穴只能看到锚冠的端面。　　2锚链筒锚穴设计　　2.1锚链筒　　锚链筒一般由筒身、甲板锚链筒口和舷侧锚链筒口组成，其位置的确定是锚泊系统设计中的关键。通常，锚链筒位置的设计应满足以下条件：　　（1）抛、起锚的过程应顺畅，即锚能够依靠其自重无

6、阻碍地从锚链筒抛出，也能在船舶向任一侧横倾5°范围内的起锚过程中不卡住首柱或船体并且无阻碍地进入锚链筒；　　（2）被拉进锚链筒的锚，其锚爪应贴紧外板或锚穴后板，锚冠贴紧锚唇；　　（3）锚链筒的长度应能足以收存锚柄，并使锚链转环位于导链滚轮之前；　　（4）甲板和舷侧的锚唇在锚链通过处应设有足够大的圆弧，以减小应力；　　（5）锚链筒下出口中心位置不应使锚链筒穿过两层甲板。　　锚链筒上、下出口的位置确定了锚链筒的位置。上口位置一般根据锚机的参数、掣链器的位置和尺寸以及甲板布置情况等决定；而下出口位置的确定相对复杂。假设侧视图中锚链筒中心线与铅垂线

7、的夹角为α，平面图中锚链筒中心线与船体中心线的夹角为β。　　根据经验，α取值一般在35°～45°范围内为宜，α值小则抛、起锚操作方便，但锚链筒会相对较长，这一点对于空间紧凑且设有锚穴的小型工程船（如拖轮、小型工作船等）较为重要；但α太小会造成锚链筒下口较低，对于有球鼻首的船舶来说，抛、起锚时锚容易距离球鼻首过近。β值一般在5°～15°为宜，对于有球鼻首的船舶一般到20°～25°。对于设有锚穴的船舶来说，选取α和β值时应尽量保证锚链筒中心线垂直于锚链筒下出口所在高度处的水线，这样有利于顺利地抛、起锚。　　锚链筒的内径D可按式（1）或（2）确定

8、：　　2.2锚穴　　锚穴的尺寸和大小应根据具体选用锚的规格来确定，锚在锚穴中应有足够的活动空间，在各方向上留有10%～20%的富裕度为宜。另外一个重要的参数是锚链筒中心线和锚穴底