船体变形对武器装备基座安装精度的影响分析.pdf

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1、造船技术2010年第3期(总第295期)船体变形对武器装备基座安装精度的影响分析张伟，王东涛，陈斌(沪东中华造船(集团)有限公司军事代表室，上海200129)提要针对舰船船体变形对武器装备基座安装精度的影响进行了分析，并提出了一些相应的预防措施和建议。关键词船体变形武备基座安装精度反变形中图分类号U663文献标识码A1前言舰船武器装备基座的安装和平面加工通常是在船台上进行，在舰船下水后处于正常排水量时，进行武备基座的水平度测量。通常情况下。武器装备基座是以船体梁为刚性体的前提下来安装的，认为武备基座在建造

2、过程中相对船体基准不会发生平行度的变化。然而，随着船体制造、设备安装以及下水之后，船体受力情况不断发生变化，引起船体变形。在船体变形中，船体梁的总纵弯曲变形是影响武器装备基座安装精度的主要因素，船体梁的总纵弯曲变形影响武器装备基座的平行度，导致武器装备基座相对船体基准的平行度也随着船体梁一起变化。当舰艇处于正常排水量的情况下，武器装备基座相对船体基准的平行度常常会明显超出武器装备安装技术条件中规定的要求，进而影响武器装备的战技指标。对于船体总纵弯曲变形，可以研究通过计算其变形值的大小，在武器基座安装和水平

3、加工时给基座一个反变形量，克服船体变形对水平安装精度的影响，确保舰船武备基座的水平精度能满足装舰技术要求。2变形的定义在对船体总纵弯曲变形进行分析之前，首先对变形提出几个定义。(1)变形基准位置。不受任何力作用的舰船所在的位置定义为变形基准位置，即没有任何变形的船体水平位置，如图1。设变形基准位置与,27轴作者简介：张伟(1975一)，男，工程师。一致。见图2图1变形挠度的示意图(2)变形挠度。舰船在重力和墩反力或海水外压力作用下发生变形后，各点位置发生改变。舰船此时的新位置，减去变形的基准位置，所得值即

4、为船体的变形挠度。如图1所示，假设位置j为武备基座加工前由于重量与墩反力使船体产生的变形，位置2为船体在静水中正常排水量时的变形。根据坐标系规定，位移向上为正。(3)变形角度。设武备基座位于肋位i和肋位J之间，如图1所示，规定i肋位靠近艏部，i肋位和歹肋位在位置1时的挠度分别为Vi和V，i肋位和J肋位之间的纵向距离为△x，如图2所示，假设武备基座是刚性的，那么武备基座随船体总纵弯曲的变形角度为(1)式。口=tg_1V百i--Vj(1)zf图2变形角度定义3武备基座变形量分析3．1船台加工时的船体变形如图3

5、和图4所示，武备基座在船台加工时，船体由于重量分布和墩反力分布不一致，使船体产生变形，其变形设为位置j，使武备基座i处和歹处产生了位移y。，和Vlj'其变形角度为(2)式。张伟，等：船体变形对武器装备基座安装精度的影响分析·13·忙呵1％导㈣≤～翁=一z％图3船体变形示意图％_。图4武器基座处船体的变形示意图船体在船台上的变形可以近似认为弹性基础梁的弯曲变形(参见图5)。．．．．．．．L．．一．．。。；：。L：一Ⅳ图5船台上船体弯曲变形船体挠度与角变形可以通过理论计算得出，船体梁的理论挠度为V(z)：‰V

6、。(瞄)+一O一0V1(凹)√2口+f篇u[a(x--踟㈤Vo(at)=chaxcosax(4)V1(凹)：l(ch口zsinax+shaxcosax)(5)√ZV3(凹)一l(ch口zsinax—shaxcosax)(6)42q(z)为安装基座水平加工前，船体的重量分布俚=4焉(7)式中，k为弹性基础的刚性系数。由于舰载武备的水平度是以基准检验平台为基准测出的相对偏差值，对于距船舯较近的基准检验平台水平精度可近似认为不受设备安装的影响。这样，通过上述公式计算出安装基座相邻肋位处的挠度V；、y；，则安装基

7、座的纵向变形的角度为(其中△X为肋位之间的纵向距离)1厂一1厂口1一t旷1l≯(8)厶n在实际建造过程中，还可以通过检查武备基座所在的船体i肋位和J肋位在武备基座加工前的相对于基准高度尺寸差，粗略地计算出安装基座的角度变化，反应出船体变形的趋势。以某舰为例，通过上述船体梁理论计算得到船体的挠度，船体基准面的高度变化见表1。表1船台上武备基座加工时的船体变形单位：mm2743083804246247849441084133814841680181o2004V基座加丁时一22—23．4—27．2—29～35—

8、38—17—35—28—24一16—10一39以30#至38#肋位主炮安装基座为例，安装基座处船体的变形角度为俨tg-]V百i--Vj_tg。1矗‰=tg-1型铲乩0545。-3．2773．2正常排水量下静浮状态时的船体变形当武备基座安装完成及舰下水后，船台墩木支撑力由浮力所代替，同时，随着设备的不断上舰安装，船体受力发生变化，使船体产生总纵弯曲变形。当船体处于武备水平度测量状态，即正常排水量的静浮状态时，其变形设为位置2，如