船体型线测量

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1、一、实验背景及意义型线图是船舶性能计算、总布置、结构设计以及建造时放样的依据。型线设计的优劣对船舶的静、动力学性能、使用性能和建造工艺性等方面会产生很大的影响。因此,型线图设计的准确性和光顺性是船舶设计的重要方面。但是,由于船体型线设计时存在的误差或在局部光顺过程中的修改,可能导致三个视图相应点的坐标不对应,致使型线图的精确性降低,给后续的船体型线放样带来麻烦,影响造船精度及效率。所以要对型线进行检测,提高其准确性。型线设计和修改时,为了保证船舶有较好的阻力性能及外板加工时良好的工艺性,必须保证船

2、体曲面的光顺性。判断曲线曲面的光顺性一方面依赖于设计人员的经验,另一方面可把光顺问题转化为数学问题,文中采取数学方法对船体型线进行光顺。目前已有较多文献对曲线的光顺进行探讨,但在三视图对应检查方面所做的工作还很鲜见。二、实验目的及要求《船体型线空间坐标测量与误差分析》实验是掌握《船舶与海洋工程建造技术》课程内容重要环节，其目的是帮助学生进一步理解、巩固和掌握《船舶与海洋工程建造技术》课程中船体的空间概念、船体型线三向投影概念、制造精度等知识。本实验由造船测量仪器应用、船体型线测量、图形回溯与误差分

3、析三个项目构成，采用先进的船体测量仪器和加工设备，综合应用测量数据采集、计算、图形回溯、样本比对分析等实验手段，培养学生对船体结构、型线测量及精度制造等造船生产实际的直接感性认知、分析问题解决问题能力和动手能力。本实验运用全站仪测量船舶模型，处理数据，然后得出船舶模型型线。三、实验原理实验原理：由于不方便直接测量船体表面两点之间的距离，所以利用全站仪的对边测量的功能进行测量。当两点之间不能直接测距时,可将全站仪安置在能够观测到两点的任意位置,利用全站仪能同时观测仪器与镜站间的斜距、竖直角、水平角,

4、间接计算两镜站点间的斜距、平距、高差。进行坐标变换：X=H×Sin（HAR）Y=H×Cos（HAR）Z=H×tan(ZA’),其中ZA’=90-ZAHAR依据角度大小可应用源数据或360-HAR试验方法：半宽水线对边测量法半宽水线对边测量法是基于半宽水线概念，以实船水面为基准，运用全站仪对边测量法向下或向上偏移固定ΔH（即水线间距）竖向（如图设定的S10、S9·····、S2设定的理论扫描线）n次扫描，测量设定在船体曲面上的m条水线（WL+3、WL+2····、WL-6）的n×m点坐标值，用CAD

5、中的样条曲线连接设定水线测量点，就可以得到实测的半宽水线图。四、测量方法调平：首先调节全站仪的支架的高度，固定好后，调节支架承座上的机械调平旋钮，根据指示水平管中的气泡，调节全站仪水平后，再开机，调节全站仪的调节旋钮，使电子水泡处于要求的区域内，误差角度控制在10”以内。测量：1.在各分段起点、终点贴“十”字线图标。2.按“ESC”键进入测量模式。3.按“SFT”按钮，选择无反射片测量模式，显示屏右边显示“”图标。（共有三种测量模式：棱镜；反射片；无反射片）4.放松“水平制动钮”和“垂直制动钮”，

6、转动照准部，用“粗照准器”初步照准目标（起点目标），旋紧“水平制动钮”和“垂直制动钮”，再旋转“望远镜调焦环”，使目标清晰，转动“水平微动手轮”和“垂直微动手轮”，使望远镜中“十”线精确照准起点图标。5.按“FUNC”按钮，显示“P1”，再按“距离”对应的菜单键。6.放松“水平制动钮”和“垂直制动钮”，转动照准部，用“粗照准器”初步照准目标（终点图标），旋紧“水平制动钮”和“垂直制动钮”，再旋转“望远镜调焦环”，使目标清晰，转动“水平微动手轮”和“垂直微动手轮”，使望远镜中“十”线精确照准终点图标

7、。7.按“FUNC”按钮，显示“P2”（右下角处）菜单，再按“对边”对应的按钮“F2”。8.按“观测”对应的按钮，其中：H－照准部中心至分段1终点的水平距离ZA－望远镜（目镜）中心垂向角度HAR－望远镜（目镜）中心水平方位角五、实验步骤1、确定基准水线，即设计水线。2、确定ΔH，即测量水线吃水方向间距，首先测量设计水线与船底之间的高度h（可由下图的A、B之间的距离V得到），然后自己确定几条水线（比如x条），就可以得出水线间的距离h/x，本次试验Δh=50mm。3、布置扫描点，即在船体表面贴上含有十

8、字符号的贴纸，首先在基准水线上布置，通常会在首尾曲率变化较大处多布置几个点，以保证型线的准确性，然后在在等距测量水线上也依次布置扫描点，最后布置船体轮廓扫描点，在拐点出要布置扫描点。4、确定全站仪站点，即空间测量坐标系坐标原点，通常选取船体首尾外侧视野开阔的位置，较外侧的组别负责测量基准水线及以下的扫描点，而较内侧的组别负责测量基准水线以上的扫描点及轮廓扫描点。5、基准水线对边测量1、按“ESC”键进入测量模式。按“SFT”按钮，选择无反射片测量模式，显示屏右边显示“”图标。2、放