一种船舶型材弯曲方向判定方法技术

本发明专利技术属于船舶结构技术领域的船舶型材弯曲方向判定方法。设定为肋骨线为右舷，即肋骨线与数学XY坐标系对应，X轴向右为正，Y轴向上为正，通过提取CAD多段线点坐标的程序，得到肋骨线自首端点至尾端点的各点坐标数据，将这些按顺序排列的点坐标数据和数学三点向量积计算公式在EXECL中编排，得到各连续三点对应圆弧的弯曲特征，大于零为逆时针，即外弯；小于零为顺时针，即内弯。本发明专利技术所述的船舶型材弯曲方向判定方法，步骤简单，能够配合过三点圆弧半径计算程序，准确对批量点坐标数据的圆弧不可弯曲加工区域进行内外和外弯区别鉴定，便于船体结构后续加工，解决现有技术的问题，提高船舶建造工艺质量。高船舶建造工艺质量。高船舶建造工艺质量。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶型材弯曲方向判定方法


[0001]本专利技术属于船舶结构
，更具体地说，是涉及一种船舶型材弯曲方向判定方法。

技术介绍

[0002]船舶结构又称“船体结构”，是指由板材和骨架等组成的船体结构物的统称。主要包括底部结构、舷侧结构、甲板结构、舱壁结构、艏艉结构和上层建筑等。船舶结构的主要构件：船体的主要支撑构件，如强肋骨、舷侧纵桁、强横梁、甲板纵桁、实肋板、船底纵桁、舱壁纵桁等。主要构件的腹板和面板/筋板，一般由板材切割后组合而成，不受船体型线弯曲影响。次要构件：一般是指板的扶强构件，如肋骨、纵骨、横梁、舱壁扶强材、组合肋板的骨材等。次要构件通常用热轧成形的型材组成，如球扁钢、不等边角钢等，对于平直舱壁扶强材、船体平直区域外板型材不需要加工，船体中部区域以及艏艉型线弯曲较缓处，型材加工可以正常进行。对于球鼻艏区域外板肋骨(见图1)、首柱包板区域舷侧纵骨、机舱艉轴出口处和向上过渡内弯处的外板肋骨等，因型线弯曲大，由型材构成的船体构件因钢材收缩率限制，会出现弯曲加工不能到位问题，一般肋骨撑弯机加工的最小弯曲半径为10倍的型材腹板高度(见图2)，小于型材腹板高度10倍的弯曲半径通常需要考虑改为板材组合结构代替型材，以达到更好的施工便利。
[0003]现有技术的缺陷是：一般肋骨撑弯机加工的最小弯曲半径为10倍的型材腹板高度，通常指型材放置在撑弯机的工作台上，型材能自由弯曲，即型材可以在其腹板面向内(型材装焊边在弯曲内侧)或向外(型材装焊边在弯曲外侧)弯曲，其弯曲最小半径都为型材弯曲圆弧的内侧(参见图3)。而型材(球扁钢)的球头始终是自由边，即非球头侧始终是与外板贴紧焊接，如果用外板肋骨线的弯曲弧度直接表示型材的弯曲半径时，就会出现当型材外弯时，型材非球头侧的圆弧(安装焊接边)半径要比型材弯曲圆弧内侧的半径大一个型材腹板高度“B”，即外板肋骨线最小弯曲圆弧半径为11倍的型材腹板高度，否则型材无法弯曲加工到位。这样会影响船舶后续加工难度及加工质量。因此，需要对型材弯曲方向进行判定，再根据判定相应处置。
[0004]现有技术中有名称为“用于检测条纹型材的轮廓的方法”、公开号为“JPS5930009A”的技术，该技术为了进行高精度的检测，通过连接带状构件的轮廓的最小点，获得弯曲线形的基准线，并判断参考线与实际测量值之间的偏差变大的部分超过允许值，作为高点。构成：X射线板厚度计12可以通过轮12a在钢带10的宽度方向上自由移动。通过测量装置14检测X射线板厚度计12在宽度方向上的移动量。每个点处的板厚度的检测值和实际测量值在操作装置16中被插入。操作装置16依次扫描宽度方向上的各点的实测值，求出各最小点。然后连续地连接最小点，并获得弯曲线条线。获得参考线与实际测量值之间的偏差。偏差大于允许值的部分被判定为高点。操作装置16的判定结果显示在示波器18上，由X
‑
Y绘图仪20打印。
[0005]然而，该技术没有涉及本申请的技术问题和技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种步骤简单，能够配合过三点圆弧半径计算程序，准确对批量点坐标数据(站线/肋骨线)的圆弧不可弯曲加工(结合型材规格)区域进行内外和外弯区别鉴定，从而便于船体结构后续加工，解决现有技术中存在的问题，提高船舶建造工艺质量的船舶型材弯曲方向判定方法。
[0007]要解决以上所述的技术问题，本专利技术采取的技术方案为：
[0008]本专利技术为一种船舶型材弯曲方向判定方法，所述的船舶型材弯曲方向判定方法的判定步骤为：
[0009]S1.利用数学坐标系中的三点向量积判断过三点圆弧的弯曲方向，判断前，定义起始点和终止点，即：
[0010]P1＝(x1,y1),P2＝(x2，y2)，P3＝(x3，y3)，
[0011]求向量P12＝(x2
‑
X1,y2
‑
y1),P23＝(x3
‑
x2，y3
‑
y2)，
[0012]则当P12与P23的叉乘(向量积)：
[0013]P12xP23＝(x2
‑
x1)*(y3
‑
y2)
‑
(y2
‑
y1)*(x3
‑
x2)，
[0014]为正时，P1
‑
P2
‑
P3路径走向为逆时针；为负时，P1
‑
P2
‑
P3走向为顺时针；为零时，P1
‑
P2
‑
P3所走的方向不变，即三点在一直线上；
[0015]S2.统一设定为肋骨线为右舷，即肋骨线与数学XY坐标系对应，X轴向右为正，Y轴向上为正，通过提取CAD多段线点坐标的程序，得到肋骨线自首端点至尾端点的各点坐标数据，将这些按顺序排列的点坐标数据和数学三点向量积计算公式在EXECL中编排，得到各连续三点对应圆弧的弯曲特征，大于零为逆时针，即外弯；小于零为顺时针，即内弯；
[0016]S3.对应大于零的三点圆弧应该按11倍型材腹板高度判定，而小于零的三点圆弧按10倍型材腹板高度判定。
[0017]在EXECL里，按照数学的向量积叉乘公式：
[0018](P12xP23＝(x2
‑
x1)*(y3
‑
y2)
‑
(y2
‑
y1)*(x3
‑
x2))，
[0019]连续点坐标数据(X和Y值)放在计算表格的左侧，同时将第二点坐标值与右侧各计算结果行对齐，即该点对应的“向量积”值就是该点处的圆弧弯曲方向，大于零为逆时针，即外弯；小于零为顺时针，即内弯。
[0020]用CAD软件整理站线/肋骨线(统一按右舷)，如果用样条曲线表示的需要转换为多段线；利用软件或工具对CAD格式的多段线(站线/肋骨线)进行点坐标提取，得到点坐标数据，这些数据是自下而上的各点进行数据排序，即Y值按升序排列。
[0021]各站线/肋骨线点坐标输入EXECL计算程序对应坐标点“X”和“Y”下面表格中。
[0022]根据向量积计算结果分析，向量积大于零为逆时针，即外弯。
[0023]根据向量积计算结果分析，向量积小于零为顺时针，即内弯。
[0024]对应向量积计算值大于零的三点圆弧半径应该按11倍型材腹板高度判定，而小于零的三点圆弧半径按10倍型材腹板高度判定。
[0025]利用外板肋骨线的弯曲圆弧半径判断型材能否弯曲加工成形时，采用上述步骤判断型材为内外还是外弯；当型材内弯时，肋骨线圆弧最小半径R＝10B，当型材外弯时，肋骨线圆弧最小半径R＝11B。
[0026]采用本专利技术的技术方案，工作原理及有益效果如下所述：
[0027]本专利技术所述的船舶型材弯曲方向判定方法，步骤简单，判定可靠，利用外板肋骨线的弯曲圆弧半径判断型材能否弯曲加工成形时，需要判断型材为内外还是外弯。上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶型材弯曲方向判定方法，其特征在于：所述的船舶型材弯曲方向判定方法的判定步骤为：S1.利用数学坐标系中的三点向量积判断过三点圆弧的弯曲方向，判断前，定义起始点和终止点，即：P1＝(x1,y1),P2＝(x2，y2)，P3＝(x3，y3)，求向量P12＝(x2
‑
X1,y2
‑
y1),P23＝(x3
‑
x2，y3
‑
y2)，则当P12与P23的向量积：P12xP23＝(x2
‑
x1)*(y3
‑
y2)
‑
(y2
‑
y1)*(x3
‑
x2)，为正时，P1
‑
P2
‑
P3路径走向为逆时针；为负时，P1
‑
P2
‑
P3走向为顺时针；为零时，P1
‑
P2
‑
P3所走的方向不变，即三点在一直线上；S2.统一设定为肋骨线为右舷，即肋骨线与数学XY坐标系对应，X轴向右为正，Y轴向上为正，通过提取CAD多段线点坐标的程序，得到肋骨线自首端点至尾端点的各点坐标数据，将这些按顺序排列的点坐标数据和数学三点向量积计算公式在EXECL中编排，得到各连续三点对应圆弧的弯曲特征，大于零为逆时针，即外弯；小于零为顺时针，即内弯；S3.对应大于零的三点圆弧应该按11倍型材腹板高度判定，而小于零的三点圆弧按10倍型材腹板高度判定。2.根据权利要求1所述的船舶型材弯曲方向判定方法，其特征在于：在EXECL里，按照数学的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仁，张守慧，
申请(专利权)人：安徽海智装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：