甲板大开口薄板高速艇建造变形控制.pdf

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1、第42卷第5期2013年10月船海工程SHIP&0CEANENGINEERINGV01．42No．50ct．2013DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2013．05．010甲板大开口薄板高速艇建造变形控制覃丽琼。黄智明，郭锐锋(1．湖北华舟重工应急装备股份有限公司，武汉430223；2．武汉船舶设计研究所，武汉430060；3．武昌船舶重工有限公司，武汉430060)摘要：在分析船舶建造变形趋势的基础上，介绍某高速艇的变形控制措施，通过预设反变形量、合理加设临时马材、采取合理焊接方式达

2、到控制变形的目的，保证建造质量，为类似船舶的制造提供借鉴。关键词：高速艇；建造变形；控制变形中图分类号：U671文献标志码：A文章编号：1671-7953(2013)05-0016-03某高速艇由于使用的特殊性，其主船体的。4～。18肋位为大开口，大开口长度占总长的45％，只在舷侧留有100mm宽度的甲板用于支撑上层建筑。为了满足航速的要求，全船结构重量受到严格控制。基于本船的结构特点，控制建造变形成为焦点。本文从本船结构特点人手，分析变形趋势和采取的控制措施。1高速艇技术参数1)主要参数如下。总长L。=15

3、．5m；船宽B=4．0m；型深D=1．93m；航速V=t>50km／h。2)主要特性。本艇船型为单体、平头、单底、滑行艇，采用双机双泵喷水推进方式。主船体为钢质纵骨架式结构，甲板室为铝合金材料横骨架式结构，主船体与上层建筑之间采用“铝一钛一钢”过渡接头连接。为了控制重量，横舱壁亦采用钢铝混合结构。3)艇体板材厚度分布。龙骨板：由艏贯穿于艉，厚度均为4mm；外板：板厚分别为3、4、5mm，喷泵区域为6mm，机舱区域为5mm；舷顶列板均为3mm；舱壁板、艉封板4mm，艏封板5mm，主甲板3、4mm，铝质舱壁板3m

4、m。收稿日期：2013—03—11修回日期：2013—03—25第一作者简介：覃丽琼(1987一)，女，硕士，助理工程师研究方向：船舶先进制造方法E·mail：liqion9446@163．tom2建造方案2．1船体分段划分主船体：101艉总段(艉一。18“50)；201艏总段(。18“50～艏)。上层建筑：301机舱乘员舱总段(。4～。18)；401驾驶室总段(416～424)。2．2船体建造方式及其胎架本船101艉总段正造，201艏总段、301总段和401总段采用以主甲板为基面反造。鉴于本船主尺度较小，整

5、船共有31个肋位，因此整船采用框架法建造。即将每个肋位框架制作出来后，再与甲板、外板进行焊接形成主艇体。3变形趋势分析3．1中垂变形鉴于本船为小型船舶，原则上可采用整体建造法建造，但为了便于控制整船的变形，将主船体分为两个总段，防止船体产生艏艉上翘的中垂变形。3．2船宽外扩变形图1为该船的某一肋位的横剖面图，图中在甲板处形成一个大开口，仅有100rllln的甲板边板。对于这种横剖面，在建造的过程中易产生舷侧外扩即船宽增大的变形。由于本船横舱壁为钢铝结构，事实上全船从艉至艏横剖面都类似于图1。区～1删图1典型横

6、剖面示意甲板大开口薄板高速艇建造变形控制——覃丽琼，黄智明，郭锐锋3．3焊接变形薄板构件的焊接变形的主要种类如下。1)压屈失稳变形⋯(波浪变形)。它不同于弯曲变形的单一形态，波浪变形的翘曲量一般均较大，而且同一构件的失稳变形形态有两种以上。2)板件对接直线焊缝。其包括因在横截面上温度分布不均匀引起的使对接缝张开的面内弯曲变形；焊好的那部分焊缝的横向收缩引起其与已焊焊缝纵向收缩的面内弯曲变形。3)铝合金变形。对于铝合金薄板材的对接焊缝，其焊接变形问题更为严重。由于热传导使电弧前方大面积升温，往往会在板件或环缝两

7、侧发生上凸的面外瞬态失稳【2]，其形似角变形。在同样条件下，铝板件对接焊后的翘曲失稳变形挠度比钢板的变形值要大30％左右。尽管在铝板上的焊接残余应力的绝对值低于钢板上的数值，但铝板在焊后的失稳变形仍大于钢板的变形。4控制变形的措施4．1主尺度的控制及加反变形量措施根据预测的焊接变形大小和方向，在待焊工件装配时造成与焊接残余变形大小相当、方向相反的反变形量。焊后，焊接残余变形抵消了预变形量，使构件回复到设计要求的几何型面和尺寸。1)改变船舶建造中在每档肋骨加放余量[21的做法，采用在大分段的合拢口处加放余量。既

8、减少了每档加余量的繁琐，又能保证船舶合拢后的总长。2)进行艏艉两分段合拢前，船台定位时保持艉部分段的水平，将艏部分段向下埋首5mm，以防止合拢焊接和校正后产生艏艉上翘变形。4．2分段四角水平度的控制4．2．1艏分段见图2，艏分段在甲板胎架上反造旧J，利用水准仪对已上胎架的甲板板的4个角进行水平度检测并保证4个角的平面度。将各个肋骨框架装上甲板后，再次测量4个点的水平度，以此来保证艏分段的4角水平。4