Реферат: Плазовые работы в судостроении

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Реферат на тему

«Плазовые работы в судостроении».

Выполнила студентка

группы 51ЭК1

Зыкова А. С.

Проверил

ст. преподаватель

Ива А. А.

Санкт-Петербург

2004

Введение

Водный транспорт имеет огромное значение для нашей страны с её обширной речной системой и морским побережьем громадной протяженности. В связи с этим возрастает и значимость судостроительной промышленности.

Судостроение является материало- энергоемкой отраслью и требует обширного кооперирования с предприятиями других отраслей. За счет этого судостроение образует некое подобие целого экономического сектора, в который входят металлургические, машиностроительные, деревообрабатывающие, химические предприятия, электростанции, порты, строительные предприятия, страховые компании. Деятельность всех их завязана на судостроении, причем предполагается движение огромных капиталов в этой сфере, что должно приносить доход, как государству, так и частным фирмам.

Кроме высоких доходов, эта инфраструктура обеспечивает создание миллионов рабочих мест, что при нашем текущем уровне безработицы в 9,1% от экономически активного населения (6,7 млн. безработных) чрезвычайно важно.

Таким образом, судостроение стимулирует производство и экономический рост в очень многих отраслях промышленности, является неотъемлемой частью российской экономики и вследствие важности своей продукции имеет общегосударственное значение.

Технология судостроения как наука изучает сущность производственных процессов  постройки судов, взаимосвязь этих процессов и закономерность их развития. Она базируется на таких фундаментальных науках,  как  математика, механика, физика, химия, и взаимодействует с широким кругом прикладных наук, непосредственно связанных с созданием судна: проектирование судов, теория корабля, прочность судна, экономика судостроительной промышленности и другие.

С точки зрения  производственной составляющей понятие «технология судостроения» включает в себя производственный процесс постройки судна, соответствующие технические средства, различные ресурсы, систему управления социальную и природную среды, в которых реализуется производственный процесс, включая экологические процессы.

Технология судостроения постоянно совершенствуется по мере развития науки и техники в целях создания принципиально новых кораблей и судов, в том числе с корпусами из новых конструкционных материалов, с новыми энергетическими установками, в том числе и ядерными, а также в целях обеспечения научно-технического прогресса судостроительного производства.

Под производственным процессом  (ГОСТ 14.04-83) понимается совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта продукции. Производственный процесс судостроительного предприятия подчинен одной цели – выпуску судов конкретного типа, требуемого качества и в заданном количестве.

При создании такой сложной продукции, как современное судно, в процессе проектирования корпус судна делят на законченные  в конструктивном и технологическом отношении отдельные части. Корпус судна  делят на детали и сборочные единицы различной сложности:

деталь – изделие, изготавливаемое из материала одной марки без применения сборочных операций;

узел – технологически законченная часть корпусной конструкции, состоящая из нескольких деталей (технологически законченная означает, что узел может быть передан на следующую операцию сборки);

секция – технологически законченная, отдельно изготавливаемая часть корпуса, состоящая из ряда узлов  и отдельных деталей;

блок секций -  часть корпуса судна, отсеченная в большинстве случаев плоскостями, параллельными мидель-шпангоуту, а иногда и палубами, и отдельно формируемая из секций, узлов и деталей. Блок секций с установленными механизмами, элементами систем, устройств, оборудования и т.п. называют блоком судна.

Деление судна на детали и сборочные единицы определяет и деление общего производственного процесса постройки судна на соответствующие составляющие производственные процессы. К таким процессам относят, например, изготовление деталей, узлов, секций, и блоков секций корпуса, формирование корпуса судна на построечном месте, изготовление и монтаж труб на судне и т.д.

В своей работе автор будет повествовать о таком производственном процессе как плазовые работы, являющимся неотъемлемой частью процесса постройки судна.

Содержание плазовых работ. Плазовая разбивка корпуса судна.

Основные плазовые работы включают:

1.  вычерчивание плазовой разбивки;

2.  определение формы и размеров деталей корпуса, т.е. деталировку корпусных конструкций с вычерчиванием эскизов деталей и составлением таблиц размеров деталей

3.  вычерчивание чертежей-шаблонов, копир-чертежей, изготовление шаблонов, каркасов, макетов, и другие работы, необходимые для изготовления деталей корпуса и сборки корпусных конструкций.

Обводы корпуса обычно задают теоретическим чертежом по 20 теоретическим шпангоутам.

При проектировании судна теоретический чертеж вычерчивают в масштабе 1:200, 1:100, 1:50, 1:25. Масштаб выбирают в зависимости от длины судна. На основе теоретического чертежа проектант судна разрабатывает  в большем масштабе чертеж – практический корпус, на котором вычерчивают все практические (конструктивные) шпангоуты, линии пазов наружной обшивки и другие теоретические линии. Снимая размеры с практического корпуса, проектант задает в табличной форме абсциссы, ординаты и аппликаты (в судостроении их обычно называют просто «ординатами») всех точек пересечения ватерлиний и батоксов с теоретическими и практическими шпангоутами, координаты точек формообразующих линий корпуса – штевней, мидель-шпангоута, пересечения палуб с бортом и др.

Даются также высоты второго дна, палуб, платформ, ярусов надстроек, расположение поперечных и продольных переборок, координаты точек пересечения пазов наружной обшивки и теоретических линий продольного набора со шпангоутами. Кроме того, проектант разрабатывает чертеж растяжки наружной обшивки (рис. 3.2), на котором вычерчивают линии пазов, внутри секционных и монтажных стыков, продольного и поперечного набора и проставляют толщины листов наружной обшивки.

Чертеж растяжки наружной обшивки представляет собой условную развертку поверхности корпуса на плоскость. Для ее построения на вертикальных линиях практических шпангоутов откладывают длины растяжек шпангоутов между пазами, нанесенными на практическом корпусе. Полученные таким образом точки соединяют плавными кривыми. Эти кривые – пазы – разделяют наружную обшивку на поясья. К оконечностям корпуса поясья сужаются.  Поэтому два пояса в один или три пояса в два. Место перехода поясьев называют «потеряем» (см., например, 5 - 7-й поясья в районе 54-го шпангоута).

Всю цифровую информацию о геометрии корпуса снимают с теоретического чертежа и чертежа практического корпуса лдинейкой. Точность согласования сетки и обводов корпуса на теоретическом чертеже и практическом корпусе, а также точность их вычерчивания и порог остроты нормального зрения таковы, что погрешности графических  построений и размеров, снятых линейкой, могут достигать значений, существенно превышающих допустимую величину погрешностей при последующем определении формы и размеров деталей корпуса и сборке корпусных конструкций. Например, если погрешность составляет 0,5 мм, то при масштабе чертежа 1:100 погрешность в размерах детали или конструкции составит 50 мм, а при масштабе 1:50 составит 25 мм, поэтому возникает необходимость в укрупнении масштаба этих чертежей для уточнения обводов судна, заданных проектантом. Для этого на заводе вычерчивали проекции «бок», «полуширота» и «корпус» в натуральную величину. Место, на котором они вычерчивались, стали называть плазом, а сам чертеж – плазовой разбивкой. Плазовую разбивку и другие плазовые работы выполняло плазово-разметочное бюро. Плазовая разбивка в натуральную величину вычерчивалась карандашом в трех проекциях на специально подготовленном полу или на полу, покрытом фанерными щитами, а затем линии прорезались шилом или прочерчивались краской с помощью рейсфедера. Для такой разбивки требовалось специальное помещение весьма значительных размеров, кроме того, работа по согласованию сетки, обводов и вычерчиванию плазовой разбивки, а также операции по определению формы и размеров деталей корпуса на натурном плазе были весьма трудоемки.

 В 50-е годы в отечественном судостроении вместо натуральной стали применять масштабную плазовую разбивку, выполняя ее в масштабе 1:10 (иногда 1:5). Разбивку вычерчивают на окрашенных белой эмалью дюралюминиевых  листах толщиной 4-10 мм, лежащих на столах. После окраски листов эмаль прошкуривают мелкозернистой наждачной бумагой до получения гладкой матовой поверхности.

Масштабную разбивку вычерчивают, как и натурную, в трех проекциях – «бок», «полуширота» и «корпус». Для уменьшения трудоемкости, повышения точности разбивки и сокращения площади плаза проекцию «полуширота» всегда совмещают с проекцией «бок». Проекцию «корпус» вычерчивают отдельно, обычно на двух щитах (для носовой и кормовой частей).

Масштабную плазовую разбивку начинают, как и натурную, с построения сетки теоретического чертежа. Затем наносят точки линий обводов корпуса и прочерчивают их карандашом. Обводы согласовывают и сглаживают в трех проекциях. Под согласованными понимают обводы, координаты точек которых на разных проекциях равны между собой, а под сглаженными – плавные, не имеющие волнистости кривые. При этом плавность обводов проверяется не только в сечениях по шпангоутам, ватерлиниям и батоксам, но и построением рыбин. Рыбиной называют линию пересечения поверхности корпуса плоскостью,  перпендикулярной к одной из плоскостей проекций судна и не параллельной двум другим. О плавности обводов судят по плавности рыбины.  На согласованную плазовую разбивку наносят теоретические линии продольного и поперечного набора корпуса, пазов и стыков наружной обшивки, а также другие теоретические линии. Все линии обводят краской различных цветов специальными рейсфедерами, обеспечивающими постоянную толщину линий, равную 0,1 мм.

Для нанесения и снятия размеров применяют штриховой метр первого разряда (ШМ-1Р) с ценой деления шкалы 0,2 мм и лупой семикратного увеличения. Применяют также тонкие стальные рулетки с ценой деления шкалы 0,5 мм. Погрешности при масштабной разбивке не превышают в пересчете на натуру погрешностей при натурной разбивке. Кроме того, на разбивке наносят не показанные на рисунке ось валопровода, линии продольных ребер жесткости, поперечные сечения фундаментных  балок и другие линии, необходимые для определения размеров деталей корпуса. Надписывают номера шпангоутов, наименования связей, обозначения пазов и стыков.

Правила нанесения толщин листов и профилей относительно основных плоскостей проекций (ОП, ДП, ПМШ) регламентированы ГОСТ-2.419-68. Теоретическая линия проходит по той стороне листа, которая ближе к соответствующей основной плоскости. Теоретическая линия листов наружной обшивки проходит по их внутренней поверхности. Теоретическая линия вертикального киля и продольной переборки, расположенной в ДП, находится в ДП. Теоретическая линия симметричных замкнутых профилей совпадает с их осью. Теоретические линии вырезов люков и шахт проходят по внутренней поверхности комингсов.

Разбивку отдельных конструкций выполняют так, чтобы по ней можно было определить размеры входящих в них деталей. Листы и профили, перпендикулярные к ПМШ, изображают одной линией (например, 1-й стрингер, настил второго дна на участке 14-20-го шпангоутов), наклонные конструкции – следами сечения по каждому шпангоуту (настил второго дна на участке 10-13-го шпангоутов, 2-й стрингер и др.). Ребра жесткости задаются только линией их  притыкания к обшивке.

В случаях, когда с помощью геометрических построений трудно определить окончательную форму конструкции, на плазе изготавливают макет из досок и фанеры. Для уточнения формы якорных клюзов изготавливают макет части носовой оконечности в масштабе 1:10, 1:5 или в натуральную величину, проверяя на нем самовываливание якоря под действием его силы тяжести. По макету кормовой оконечности уточняют окончательную форму моделей кронштейнов гребных валов, мортир и дейдвудного устройства.

Графические методы определения формы и размеров деталей корпуса

В процессе конструирования корпусные конструкции вычерчивают в различных  масштабах в чертежах технического проекта и затем в рабочих сборочных чертежах. Чертежи, необходимые для изготовления деталей корпуса, проектанты судов не выпускают. В спецификациях к рабочим сборочным чертежам указываются толщины листовых деталей, номера профилей деталей набора, размеры сечений полосовых деталей, пиллерсов,  размеры простейших книц, вырезов для ребер жесткости на флорах (в альбомах узлов корпусных конструкций). Однако измерить по указанным чертежам и задать в них точную форму деталей, все размеры, необходимые для изготовления, невозможно из-за масштабных погрешностей. Поэтому  для определения точной формы деталей корпуса и их размеров пользуются плазовой разбивкой.

Форму и размеры деталей корпуса определяют в основном по проекции «корпус» плазовой разбивки. Проекции «бок» и «полуширота» используют для уточнения размеров штевней, фундаментов и других конструкций, а также для выполнения вспомогательных построений.

По способам определения формы и размеров все детали  корпуса могут быть разбиты на пять групп.

1.  Детали, форма и размеры которых полностью заданы чертежом (прямоугольные листы и кницы, полки фундаментов, пиллерсы и т. п.)

2.  Плоские детали, расположенные в плоскостях шпангоутов и, следовательно, изображаемые на проекции «корпус» плазовой разбивки без искажения.

3.  Плоские детали, расположенные вдоль судна. Здесь различают два случая: а) плоскость детали перпендикулярна ПМШ; б) плоскость наклонна к ПМШ. В первом случае деталь изображается на проекции «корпус» одной прямой линией, во втором случае -  несколькими параллельными прямыми – следами пересечения с плоскостями шпангоутов.

4.  Изогнутые детали, форму и размеры плоской заготовки которых получают теоретически точными способами развертывания. Различают следующие случаи: а) детали со сломом, т.е. состоящие из двух или большего количества плоских участков; б) детали цилиндрической формы; в) детали конической формы.

5.  Детали двоякой кривизны (в том числе веерной формы), форму и размеры плоской  заготовки которых получают приближенным развертыванием  деталей на плоскость, так как теоретически такие поверхности не развертываются.

На каждую деталь корпуса или ее заготовку на плазе разрабатывают эскиз. При вычерчивании эскизов деталей корпуса вручную соблюдение масштаба не требуется. Кривизна слабо изогнутых линий усиливается. На эскизах наносят размеры детали, ориентирные надписи (верх, низ, нос, корма, борт, к ДП и т.д.), вид и размеры разделки кромок под сварку, расположение и размеры припусков. Надписывают содержание марки, которая должна быть нанесена на детали после ее изготовления.

Форму и размеры деталей второй группы определяют непосредственным измерением расстояний между теоретическими линиями с учетом изложенных выше правил расположения толщин листов и профилей относительно этих линий. Так, длина флора, измеренная от ДП до обшивки, должна быть уменьшена на половину толщины вертикального киля. Кроме контуров деталей по плазу определяют также расстояния между вырезами для прохода продольного набора, места шпигатов под сварные швы и т. п. По чертежу секции находят величину срезов в углах, расположение и размеры вырезов облегчения, места и характер разделки кромок под сварку и т.п.

Форму и размеры деталей третьей группы определяют построением. При этом определяют истинную длину прямых и кривых линий, расположенных вдоль судна. Эта длина называется растяжкой.

Например, на участке поверхности корпуса между 23 и 27-м шпангоутами проходит линия abcde. Дуговые расстояния между точками пересечения указанной линии со шпангоутами на проекции «корпус» называют прогрессами и обозначают буквой «П». Для построения растяжки этой линии на соответствующих шпангоутах проекции «бок» откладывают прогрессы (если проекции «бок» нет, то строят шпангоутную сетку). Соединив плавной кривой точки   a, b, c, d и e получим растяжку линии abcde. Прогрессы замеряют гибкой металлической линейкой, огибая ее по линии abcde или гибкой рейкой, на которой карандашными отметками отмечают положение точек a, b, c, d,  e, после чего, приложив линейку к распрямившейся рейке, замеряют величину прогрессов. Шпация обозначена буквой «Ш». Участки растяжки между шпангоутами называют растянутой шпацией, обозначена «РШ». Точно также можно определить истинную длину линии на поверхности корпуса, проектирующуюся на проекцию «корпус» в виде прямой абгдж.

Форму и размеры плоских заготовок деталей четвертой группы определяют построением их разверток различными методами. Для построения развертки килевой коробки (группа 4а) ее наклонную часть разворачивают на плоскость. Линия слома – прямая АБ. При отгибании наклонной части коробки до ее совмещения с ОП пазовые точки перемещаются в плоскостях, перпендикулярных линии слома. Проводя через пазовые точки пунктирные линии, перпендикулярные линии слома, например, точек А и Б до пазовых точек, получим контур развертки килевой коробки – многоугольник ЕАВ’Д’БЖ. При этом не принималось во внимание, что в процессе гибки заготовки горизонтальная часть коробки переходит в наклонную на под углом, а по цилиндрической поверхности, и не учитывалась толщина листа.

Длина согнутого участка по нейтральному слою составит   l = (R + s/2)j. Для описанного выше способа длина пунктиров l₁ = 2Rtg (j/2). Погрешность Dl = l₁-l = 2R tg (j/2) – (R+s/2)j=f  (R, s, j). При наиболее распространенном случае, когда  R=2s  и j=p/2, Dl=0,07s. Такой погрешностью можно пренебречь. Но если  R=10s, то погрешность составит 3,5s  и ее необходимо учитывать, отняв по кромке площади развертки полоску шириной Dl.

Для построения развертки усеченной цилиндрической детали  ее поверхность разворачивают на плоскость, разгибая две симметричные относительно образующей АБ части этой поверхности. При  этом пазовые точки шпангоутов перемещаются точно к образующей, а длина дуг шпангоутов на развертке равна длине дуг шпангоутов на проекции «корпус». Обогнув шпангоут на проекции «корпус» гибкой рейкой или гибкой металлической линейкой, отмечают на них положение средней А и крайних (пазовых) точек В и Г шпангоутов. Совместив отмеченную на рейке (линейке) среднюю точку А с точкой А” и изогнув рейку (линейку) до пересечения отмеченными крайними (пазовыми) точками В иГ пунктирных линий, перпендикулярных к образующей А”Б” , находят точки пересечения В“ и Г”. Аналогично находят точки Д” и Е”. Соединив точки В” и Д”, Г” и Е” прямыми, получим контур развертки. Между стрелкой выгиба у среднего шпангоута на развертке и стрелкой прогиба m этого шпангоута на проекции «корпус» существует соотношение, вытекающее из подобия треугольников y: m = П: Р. Отсюда

       y = mП =  mП                 (3.1)

              Р     Ш² + П²      

Эта формула используется для расчета стрелки выгиба среднего шпангоута при построении разверток листов двоякой кривизны. Участок листа  в двух смежных относительно среднего шпангоута шпациях заменяют цилиндрической поверхностью. Но прогрессы слева и справа от среднего шпангоута имеют разную величину, например, П₁ и П₂, поэтому принимают      

                  y = m (П₁ + П₂)              (3.2)

                     4Ш² +(П₁ + П₂)²

Форму и размеры плоских заготовок деталей пятой группы определяют приближенными методами, так как поверхности двоякой кривизны не могут быть развернуты на плоскость геометрически точными способами. Для придания плоской заготовке формы детали двоякой кривизны заготовку гнут. При этом одни волокна приходится растягивать, а другие сжимать. Однако кривизна деталей корпуса невелика, поэтому часто этими деформациям можно пренебречь. Только при значительной кривизне детали необходимо геометрическую развертку корректировать, исходя из ожидаемой величины пластических деформаций гибки.

Плазовое обеспечение корпусных работ

Кроме плазовой разбивки и определения формы и размеров всех  деталей корпуса, т.е. деталировки корпусных конструкций с вычерчиванием эскизов деталей и составлением таблиц размеров, к плазовым относят работы, выполняемые для обеспечения работ корпусных цехов (рис. 1)

Копир-чертежи вычерчивают тушью в масштабе 1:10 на матовой стороне плотной бумаги, наклеенной на стеклянную пластину толщиной 5-6 мм, благодаря чему размеры копира остаются неизменными даже при длительном хранении. Толщина линий контуров деталей зависти от конструкции системы слежения копир-чертежа за кромкой  контурной линии и колеблется от 0,3 до 1 мм. Допускаемая погрешность размеров вычерченных деталей для кромок, сопрягаемых при сборке с другими деталями, принята 0,1 мм, для свободных кромок – 0,2 мм, для кромок с припусками  и вырезов облегчения – 0,3 мм. Контуры деталей предварительно вычерчивают на плазовом дюралюминиевом щите тонкими карандашными линиями, затем отдельные точки контура перекладывают на прозрачную пленку – астролон, а с нее на копир- чертеж. По точкам-наколкам вычерчивают контур детали. Детали вычерчивают и непосредственно на копир-чертеже по эскизам.

Шаблоны, каркасы и макеты  изготовляют из высушенных сосновых досок и березовой фанеры на участке плаза, оборудованном станками по обработке дерева.

По назначению шаблоны подразделяют на разметочные, гибочные, контуровочные и проверочные.

Шаблоны для разметки контуров деталей целесообразно применять, если нужно разметить большую партию одинаковых деталей, например, книц. Шаблон изготавливают из фанеры, досок или дюралюминия. Контур деталей получают на металле, очерчивая контур шаблона чертилкой.

Рис.1.   Плазовое обеспечение корпусных цехов.

Гибочные шаблоны – поперечные и продольные – служат для проверки формы изогнутой детали в процессе гибки ее заготовки. Шаблоны прикладывают к заранее размеченным на заготовке линиям и по прилеганию к поверхности изгибаемой заготовки судят о соответствии ее формы требуемой.

Шаблон для контуровки прикладывают к детали или к конструкции, кромку которой следует обработать начисто, и очерчивают чертилкой для разметки линии припуска, подлежащего удалению ручной тепловой резкой.

Для проверки поперечной формы изгибаемой заготовки контур гибочного шаблона снимается с плаза без каких-либо построений, так как  рабочая кромка шаблона повторяет обвод шпангоута. Однако при масштабной разбивке непосредственный перенос линий на  шаблоны в натуральную величину невозможен. Для этого необходимо контур из М 1:10 или 1:5 перевести в масштаб 1:1. Контур копируют с масштабной разбивки на прозрачную пленку, которую фотографируют на стеклянную пластинку. Негатив с помощью проектора проектируют в натуральную величину на доску или фанеру. Затем по прижатой вдоль световой линии гибкой рейке карандашом вычерчивают контур рабочей  кромки шаблона, по которому ленточной пилой опиливают кромки. Контур можно вычертить в натуральную величину и по точкам, координаты которых сняты с масштабного плаза в форме таблицы с эскизом. Длина хорды 1094 мм.

Для контроля продольной формы изгибаемой заготовки изготовляют продольный шаблон. Контур рабочей кромки продольного шаблона получают специальным построением . Шаблон должен прикладываться  листу в серединах крайних шпангоутов нормально к поверхности в середине листа.

 Для проверки в процессе гибки формы наиболее сложных криволинейных листовых деталей и для разметки контура этих деталей после гибки их заготовок применяют каркасы. Их  собирают из отдельных деревянных поперечных шаблонов, скрепленных между собой продольными рейками. Рабочая поверхность каркаса образуется как поперечными шаблонами, так и продольными рейками-расшивинами, врезанными в шаблонами заподлицо с их лекальной кромкой.  Если плоскость основания каркаса (базовая плоскость) перпендикулярна к ПМШ, то для его изготовления нужно расставить поперечные шаблоны на расстоянии шпации друг от друга и в таком положении закрепить их.  Для уменьшения высоты каркасов чаще изготовляют так называемые усеченные каркасы, базовая плоскость которых не перпендикулярна ПМШ и выбирается так, чтобы высота поперечных шаблонов оказалась примерно одинаковой.

Для сборочно-сварочного цеха плазово- разметочное бюро (плаз)  разрабатывает эскизы для проверки размеров секций, разметки мест установки набора, вырезов и деталей насыщения, а также эскизы, шаблоны  и таблицы для контуровки секций. Кроме того, плаз разрабатывает шаблоны или эскизы с таблицами для изготовления лекал специальных сборочных постелей и настройки стоек универсальных постелей, а также малки. Малкой называется отличный от прямого угол между набором и поверхностью полотнища, на которое он устанавливается. Малки передаются в виде таблиц или в виде фанерных шаблонов.

Для сборки корпуса судна на стапеле плаз разрабатывает эскизы и таблицы, характеризующие форму деревянных подушек опорных устройств, расположение  устанавливаемых секций относительно базовых плоскостей судна, эскизы и шаблоны для проверки обводов корпуса судна и нанесения марок углубления, а также данные для разметки и проверки положения оси валопровода, для установки фундаментов и т. п., т.е. выдает все данные, необходимые для выполнения разметочных и проверочных  работ при изготовлении корпусных конструкций и сборке корпуса судна.

Математические модели формы корпуса, аналитическое согласование и сглаживание его обводов

С появлением компьютеров и развитием науки и техники, резко снизивших трудоемкость вычислительных процессов и повысивших точность вычислений, стали разрабатываться и широко внедряться в практику проектирования формы корпуса аналитические методы. Имеется множество методов аналитического описания линий и поверхностей теоретического чертежа, позволяющих задавать их в виде уравнений, совокупность которых представляет математическую модель

Формы корпуса в САПР судов обводы корпуса генерируются на основе заданных проектных характеристик судна.

Если на стадии проектирования судна поверхность его корпуса задана математическими уравнениями, то необходимость в согласовании и сглаживании отпадает. Однако в практике проектирования форму корпуса задают в виде теоретического чертежа и совокупности ординат точек формообразующих линий, заданных в таблицах. Совокупность координат этих точек представляет собой цифровую модель формы корпуса. Координаты точек поверхности корпуса содержат погрешности, поэтому для обеспечения требуемой точности плазовой разбивки необходимо согласовать и сгладить обводы корпуса на всех трех ее проекциях.

Для замены трудоемких графических операций согласования и сглаживания обводов корпуса разработаны и внедрены в практику судостроения графоаналитические методы, позволяющие использовать вычислительную технику.

Автоматизированные системы плазовых работ

В настоящее время плазовые работы в основном автоматизированы. В отечественном и зарубежном судостроении разработаны и применяются системы автоматизированного проектирования судов (САПР), в составе которых имеются подсистемы, решающие плазовые задачи  математическими методами на основе математических моделей формы и конструкции корпуса судна. Подсистемы содержат так называемые модули, каждый из которых решает определенную задачу.

В отечественном судостроении известны подсистемы АТОПС (автоматизированное технологическое обеспечение постройки судов), СИБОС (система безплазового обеспечения постройки судов), ПЛАТЕР (плазово-технические расчеты) и другие. Все системы и подсистемы решают идентичные задачи и выдают аналогичные результаты. Они различаются в основном используемым математическим аппаратом.

Принципиальная структура модулей автоматизированной подсистемы плазовых работ, присущая большинству существующих САПР судов, содержит:

- банк исходных данных (исходной информации);

- математическую модель (система математических уравнений, описывающих геометрию корпуса);

- математический метод (алгоритм) решения задачи;

- программы решения задачи;

- расчеты, выполняемые компьютером для решения задачи;

- результаты решения;

- графические и текстовые представления результатов решения, выполняемые чертежными машинами и печатающими устройствами.

Модулями подсистемы плазовых работ рассчитываются и вычерчиваются:

теоретическая форма корпуса (генерируется его теоретические обводы и вычерчивается теоретический чертеж;

положение теоретических линий пазов, стыков наружной обшивки, поперечного  продольного набора (генерируются теоретические линии и вычерчивается практический корпус);

форма и размеры плоских деталей и разверток неплоских деталей корпусных конструкций и вычерчиваются эскизы деталей и разверток;

раскрой листового и профильного проката и вычерчиваются карты раскроя;

контуры гибочных шаблонов для проверки формы изогнутых деталей в процессе их гибки;

высоты стоек или формы лекал постелей для сборки секций, положение теоретических линий набора размечаемых на полотнищах секций для установки набора, размеры контуров секций, контуруемых в чистый размер;

управляющие программы тепловой резки листового проката для машин с ЧПУ.

Исходными данными для генерирования теоретической формы корпуса служат главные размерения судна, их  соотношения и проектные характеристики формы корпуса (коэффициенты полноты, погибь бимсов, седловатость палуб и другие). Наряду с этим форма корпуса задается зачастую графически в виде теоретического чертежа, практического корпуса и таблиц ординат точек теоретических линий. В этом случае математическая модель формы корпуса строится на основе этих чертежей и таблиц путем сглаживания его теоретических линий математическими методами с последующей  аппроксимацией этих линий уравнениями.

Для расчета формы и размеров деталей корпуса необходимы дополнительно исходные данные о  конструкциях корпуса, т.е. о положениях и конструкции его перекрытий, продольных и поперечных переборок, продольного и поперечного набора, набора переборок, размеров штевней, о форме и размерах поперечных сечений всех связей корпуса, их толщинах, толщинах наружной обшивки, о форме и размерах книц, фундаментов, пиллерсов и т. д. Эти данные задаются в корпусных чертежах.

В САПР судов появляются конструкторские модули, рассчитывающие, проектирующие и вычерчивающие конструкции корпуса на основе банка унифицированных элементов корпусных конструкций. Конструкции синтезируются из этих элементов в диалоговом режиме конструктор – компьютер на дисплее компьютер. В этом случае исходными данными для расчета формы и размеров деталей корпуса служат данные о корпусных конструкциях, разработанных САПР. Это исключает необходимость  деталировки корпуса судна, выполняемой плазами заводов.

Список использованной литературы:

1.  «Основы технологии судостроения»,  изд. СПб «Судостроение» , В. Л. Александров, 1995 г.

2.  «Технология судостроения»,  изд. СПб «Профессия», А.Д. Пармашов, 1994 г.

3.  «Технология судостроения и ремонта судов», изд. СПб «Судостроение», Ю. Г. Желтобрюх, 1995 г.