甲板大開口薄板高速艇建造變形控制.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甲板大開口薄板高速艇建造變形控制覃麗瓊。黃智明，郭銳鋒(1．湖北華舟重工應急裝備股份有限公司，武漢430223；2．武漢船舶設計研究所，武漢430060；3．武昌船舶重工有限公司，武漢430060)摘要：在分析船舶建造變形趨勢的基礎上，介紹某高速艇的變形控制措施，通過預設反變形量、合理加設臨時馬材、采取合理焊接方式達

2、到控制變形的目的，保證建造質量，為類似船舶的制造提供借鑒。關鍵詞：高速艇；建造變形；控制變形中圖分類號：U671文獻標志碼：A文章編號：1671-7953(2013)05-0016-03某高速艇由于使用的特殊性，其主船體的。4～。18肋位為大開口，大開口長度占總長的45％，只在舷側留有100mm寬度的甲板用于支撐上層建筑。為了滿足航速的要求，全船結構重量受到嚴格控制?；诒敬慕Y構特點，控制建造變形成為焦點。本文從本船結構特點人手，分析變形趨勢和采取的控制措施。1高速艇技術參數(shù)1)主要參數(shù)如下?？傞LL。=15

3、．5m；船寬B=4．0m；型深D=1．93m；航速V=t>50km／h。2)主要特性。本艇船型為單體、平頭、單底、滑行艇，采用雙機雙泵噴水推進方式。主船體為鋼質縱骨架式結構，甲板室為鋁合金材料橫骨架式結構，主船體與上層建筑之間采用“鋁一鈦一鋼”過渡接頭連接。為了控制重量，橫艙壁亦采用鋼鋁混合結構。3)艇體板材厚度分布。龍骨板：由艏貫穿于艉，厚度均為4mm；外板：板厚分別為3、4、5mm，噴泵區(qū)域為6mm，機艙區(qū)域為5mm；舷頂列板均為3mm；艙壁板、艉封板4mm，艏封板5mm，主甲板3、4mm，鋁質艙壁板3m

4、m。收稿日期：2013—03—11修回日期：2013—03—25第一作者簡介：覃麗瓊(1987一)，女，碩士，助理工程師研究方向：船舶先進制造方法E·mail：liqion9446@163．tom2建造方案2．1船體分段劃分主船體：101艉總段(艉一。18“50)；201艏總段(。18“50～艏)。上層建筑：301機艙乘員艙總段(。4～。18)；401駕駛室總段(416～424)。2．2船體建造方式及其胎架本船101艉總段正造，201艏總段、301總段和401總段采用以主甲板為基面反造。鑒于本船主尺度較小，整

5、船共有31個肋位，因此整船采用框架法建造。即將每個肋位框架制作出來后，再與甲板、外板進行焊接形成主艇體。3變形趨勢分析3．1中垂變形鑒于本船為小型船舶，原則上可采用整體建造法建造，但為了便于控制整船的變形，將主船體分為兩個總段，防止船體產(chǎn)生艏艉上翹的中垂變形。3．2船寬外擴變形圖1為該船的某一肋位的橫剖面圖，圖中在甲板處形成一個大開口，僅有100rllln的甲板邊板。對于這種橫剖面，在建造的過程中易產(chǎn)生舷側外擴即船寬增大的變形。由于本船橫艙壁為鋼鋁結構，事實上全船從艉至艏橫剖面都類似于圖1。區(qū)～1刪圖1典型橫

6、剖面示意甲板大開口薄板高速艇建造變形控制——覃麗瓊，黃智明，郭銳鋒3．3焊接變形薄板構件的焊接變形的主要種類如下。1)壓屈失穩(wěn)變形?(波浪變形)。它不同于彎曲變形的單一形態(tài)，波浪變形的翹曲量一般均較大，而且同一構件的失穩(wěn)變形形態(tài)有兩種以上。2)板件對接直線焊縫。其包括因在橫截面上溫度分布不均勻引起的使對接縫張開的面內(nèi)彎曲變形；焊好的那部分焊縫的橫向收縮引起其與已焊焊縫縱向收縮的面內(nèi)彎曲變形。3)鋁合金變形。對于鋁合金薄板材的對接焊縫，其焊接變形問題更為嚴重。由于熱傳導使電弧前方大面積升溫，往往會在板件或環(huán)縫兩

7、側發(fā)生上凸的面外瞬態(tài)失穩(wěn)【2]，其形似角變形。在同樣條件下，鋁板件對接焊后的翹曲失穩(wěn)變形撓度比鋼板的變形值要大30％左右。盡管在鋁板上的焊接殘余應力的絕對值低于鋼板上的數(shù)值，但鋁板在焊后的失穩(wěn)變形仍大于鋼板的變形。4控制變形的措施4．1主尺度的控制及加反變形量措施根據(jù)預測的焊接變形大小和方向，在待焊工件裝配時造成與焊接殘余變形大小相當、方向相反的反變形量。焊后，焊接殘余變形抵消了預變形量，使構件回復到設計要求的幾何型面和尺寸。1)改變船舶建造中在每檔肋骨加放余量[21的做法，采用在大分段的合攏口處加放余量。既

8、減少了每檔加余量的繁瑣，又能保證船舶合攏后的總長。2)進行艏艉兩分段合攏前，船臺定位時保持艉部分段的水平，將艏部分段向下埋首5mm，以防止合攏焊接和校正后產(chǎn)生艏艉上翹變形。4．2分段四角水平度的控制4．2．1艏分段見圖2，艏分段在甲板胎架上反造舊J，利用水準儀對已上胎架的甲板板的4個角進行水平度檢測并保證4個角的平面度。將各個肋骨框架裝上甲板后，再次測量4個點的水平度，以此來保證艏分段的4角水平。4