7焊接结构的疲劳裂纹形成寿命预测
7.1预测疲劳裂纹形成的寿命方法简介
构件的疲劳寿命通常可以分为裂纹的形成寿命和裂纹的扩展寿命，工程上所指的疲劳裂纹形成阶段，常指疲劳裂纹成核并扩展到工程上可检长度的阶段，预测构件疲劳裂纹形成寿命的主要方法就是局部应力应变法，而裂纹的扩展寿命可以用断裂力学方法来计算。
构件的局部应力和应变的集中处是疲劳裂纹的发源地。由于存在应力和应变集中现象，使得构件局部应力和应变达到塑料变形阶段，从而使裂纹萌生扩展。由于局部应力和应变之间满足一定的关系，所以，只要确定了局部应变，也就确定了局部应力。因此，有时把局部应力应变法就叫局部应变法。
局部应力应变法预测构件的疲劳裂纹构成寿命的基本思想：据顶构件疲劳裂纹形成寿命的关键是构件局部应力应变集中区的最大局部应力应变。只要最大局部应力应变相同，疲劳寿命也就相同。因此，只要知道光滑材料试件的疲劳寿命曲线，也就可以把存在应力集中的构件的最大局部应力应变与其对应，从而计算出构件的疲劳裂纹形成寿命。
七十年代初期，人们建立了预估切口试件疲劳裂纹形成寿命的局部应力应变法。八十年代中期以后，有人将这种方法应用到焊接结构，近几年来，人们开始将其应用到海上平台管节点等大型焊接结构。局部应力应变法是在低周疲劳的基础上发
展起来的，但现在已经发展到预测中长寿命区的裂纹形成寿命，由于采用这种方法，可以避免大量的疲劳试验，而且局部应力和应变之间满足一定的关系，利用这种今昔关系可以避免对切口局部进行大量的数值计算，因而在航空、汽车、船舶及海洋工程等应用中收到人们普遍重视和欢迎。当然，局部应力应变法本身也处在发展之中，理论也有待进一步完善。
7.2 局部应力应变分析的Neuber 法
7.2.1 单调应力-应变曲线
材料在单调加载下应力和应变的关系曲线成为单调应力-应变曲线。表示单调应力应变曲线的方法有两种。其一是名义应力-应变曲线。其二是真实应力-应变曲线，在材料力学教材中所介绍的应力-应变曲线是第一种。
图7.1给出了材料的名义应力-应变曲线和真实应力-应变曲线。定义真实应力σ和真实应变ε为：
P
A
σ=
（7.1） 0
t
t dl
l
ε=?
（7.2）
其中 P 为外加载荷；
A 为试件的瞬时截面积； 图7.1应力-变曲和真是应力-应变曲线 0l 为试件的初始长度；
l 为试件的瞬时长度。
材料的真实应力和塑性应变p ε之间的关系可用下式表示：
n
p K σε= （7.3）
这里K 为单轴强度系数，即当p ε=1时的真应力； n 是应变硬化指数。 材料的真断裂强度f σ为： f σ=
f f
p A （7.4）
式中 f p 为断裂时的外载荷； f A 为断裂时的截面积。 材料的真断裂延性f ε可用下式表示： f ε=ln
0A A =ln 1
1?
- （7.5） 式中 0A 为试件的初始截面积; ?为截面收缩率。 将f ?和f ε代入（7.3）式可得： K=f
n f
?ε （7.6） 所以
p ε=f ε1n
f
σ
σ??
? ???
（7.7） ε=τε+p ε=E σ+1
n
K σ
??
???
=E
σ
+f
ε1n
f σσ??
? ???
（7.8） 式中τε为弹性应变。
上式即为材料在单调加载时的真实应力-应变曲线的表达式。
7.2.2循环应力-应变曲线
低周疲劳中的应力-应变关系可用循环应力-应变曲线来表达。循环应力-应变曲线与单调应力-应变曲线不同。在低周疲劳初期，由于交变应力作用下金属的性能发生变化，会出现循环硬化或软化现象。但试验表明，无论循环硬化还是循环软化，当达到一定的循环次数以后，材料抵抗变形的能力均达到稳定并保持某一恒定的数值，亦即进入了稳定状态，通常，循环稳定阶段占疲劳寿命的大部分，因此常以稳定的循环应力-应变曲线来代表材料的循环应力-应变性质，我们称这种循环稳定后的应力-应变曲线为材料的循环应力-应变曲线。
通过试验可以获得循环应力-应变曲线，方法如下：
将一个试件在某一较低的应变幅下循环直至稳定，可以得到一条稳定的闭合迟滞回线，然后逐级增加应变幅值，得到一系列稳定的闭合迟滞回线，将这些迟滞回线的端点连续起来，得到一条光滑曲线，即可得到循环应力-应变曲线。如图7.2所示。材料的循环应力-应变曲线表达式也
可用与单调应力-应变曲线表达
式相似的公式来表示。
循
环
图7.2循环应力-应变曲线与单调应力-应变曲线
塑性部分的应力-应变关系可用（7.9）式表示：
σ='
K '
n
p ε （7.9）
式中 σ是应力幅； 'K 是循环强度系数；
'n 是循环应变硬化指数，'n =b c
，b 为疲劳强度
指数，c 为疲劳延性指数。
循环应力-应变关系可用（7.10）式来表示：
ε=E ε+1
'n K σ?? ???
（7.10）
式中ε是应变幅。
由（7.9）式可得 '
K =
'
''f n f
?ε
(7.11)
式中'f ε是疲劳延性系数，'f ε=f ε=ln
11?
- 将（7.11）式代入（7.9）式得
p ε='
f ε='
1
'n f σσ??
? ???
（7.12） 所以，（7.10）式也可变为：
ε=E
ε
+'f
ε'
1
'n f σσ?? ? ???
（7.13） 大量试验表明，对于大多数工程材料，稳定的迟滞回线与循环应力-应变曲线之间存在着简单的关系：稳定的迟滞回线与放大一倍的单轴循环应力-应变曲线相似，因此由（7.10）式可知迟滞回线方程式为：
2ε?=2K σ +'
1
'2n K σ?? ???
（7.14） 式中ε 为应变范围；σ 为应力范围。 7.2.3
Neuber 法
当切口试件受载作用以后，切口根部存在应力应变集中，切口根部的应力集中系数K σ是切口最大局部应力'σ与名义应力S 之比，于此类似，切口根部的应变集中系数t K 是切口最大局部应变ε与名义应变e 之比。当切口根部局部应力应变在弹性范围内时，理论应力集中系数t K 和K σ，t K 均相等。然而，当切口局部进入塑性状态以后，这种关系就不成立了，但是，切口局部的塑性应变要受到周围弹性区的制约，通过有限元法的塑性理论分析Neuber 得出了如下关系式：
K σ?t K =2t K （7.15）
由于 K σ=s σ （7.16）
t K =e
ε
（7.17）
所以（7.15）式可以写成下列形式
s σ?e
ε
=2t K （7.18）
由于名义应力在弹性范围内，所以有
S=Ee （7.19） 把（7.19）式代入（7.18）式可得：
σε?=()2
t K S E
? （7.20）
上式也就是Neuber 关系式的另外一种形式。
在循环载荷作用下，（7.20）式变为： σ
? ε?=()2
t
K S E
? （7.21）
式中S ?为名义应力范围。
将式（7.14）与（7.21）联立求解，若给定名义应力范围及切口的理论应力集中系数，则可求出切口的局部应力和应变，按照局部应力-应变的基本观点，由光滑材料试件的应变疲劳寿命曲线（7.22）式，可求得切口试件的裂纹形成寿命。
2ε?=()'
2b
f m i N E
σσ-+()'2f i N εε （7.22）
式中m σ是平均应力，i N 是疲劳裂纹形成寿命。
按（7.21）式求出的局部应力应变偏大，因此把（7.21）式中的t K 用疲劳切口系数f K 来代替，因此可得修正的Neuber 公式：
σ? ε?=
()
2
f K S E
? （7.23）
联立（7.14）式和（7.23）式采用Newton 迭代法求解，可得σ?和ε?，再由（7.22）式可计算i N ，这种利用切口的局部应力应变求切口的疲劳裂纹形成寿命的方法，通常称为Neuber 法。
7.3 局部应力应变分析的能量法
因为切口局部应力进入塑性区以后，塑性区的应力会受到其周围的弹性应力的控制，切口局部的应力集中系数与应变集中系数满足关系式（7.15），与此类似，切口局部的应变能密度也会受到限制，切口局部的也不能密度L U 为：
L U =0d ε
σε? （7.24） 名义应变能密度N U 为： N U =0
sd ε
ε?=2
2s E
（7.25） 下面，建立L U 与N U 直接的关系，并介绍一种新的求解切口局部应力和应变及预测切口疲劳裂纹形成寿命的方法。 将式（7.16）和（7.17）代入（7.24）式可得： L U =0K sd εσε?=e
0K K sde σε? （7.26） 把（7.15）式代入（7.26）式可得：
L U =0e
?2t K sde =2K t N U （7.27）
由于（7.27）式所表示关系式Molski 和Glinka 所建立的，所以我们不妨称其为Molski-Glinka 能量关系。
利用（7.27）和（7.8），可计算切口在单调加载时的应力应变，由（7.8）式可得：
d ε=
d E ε+1
1n
d n K σσσ??
???
（7.28） 把（7.28）式代入（7.24）积分可得： L U =
2
2E σ+1
1n
n K σσ?? ?+??
（7.29） 由式（7.25）、（7.27）和（7.29）得：
2
2E σ+1
1n
n K σσ?? ?+??=2K t
22s E
（7.30） 利用（7.30）式，对于给定的材料和切口，在名义应力s 下，切口的局部应力σ，可由（7.30）式求出。
当所加的在乎为循环载荷时，对于循环应力-应变曲线，
可由（7.30）式得：
2
2E σ+1
''1n n K σσ?? ?+??=2
K t 22s E
（7.31） 对于循环迟滞回线，则有：
2
4E σ?+1
''1n n K σσ???? ?+??=2K t 24s E
? （7.32） 与Neuber 法类似，将疲劳切口系数f K 代替理论应力集中系数t K ，
（7.32）式变为： 2
4E σ?+'1
''12n n K σσ???? ?+??=2
f K 24s E
? （7.33） 通常，可用Peterson 公式（5.12）式求出切口的疲劳切口系数
f K ，则在给定的名义应力范围s ?下，可按（7.33）式求出切口局部的应力范围，有（7.14）式求出切口局部的应变范围，进一步，通过（7.22）式可计算切口的裂纹形成寿命。
所以，通过Neuber 方法或者 图7.3 Neuber 关系与Molski-Glinka 关
系所对应的能量关系图
Molski-Glinka 能量表达式，都可以与循环应力应变迟滞回线联立，求出切口局部的应力和应变，进而预测切口试件疲劳裂纹的形成寿命，这种方法分别采用了Neuber 公式和Molski-Glinka 关系，图7.3给出了这两个公式所对应的能量相等，即Neuber 公式对应的能量密度。
L U =1
2
Neuber
Neuber
σ
ε
=2K t
2
2s E
（7.34）
与Molski-Glinka 关系式所对应的能量密度 L U =()
M G d εσε-?=2K t
N U =2K t
2
2s E
（7.35） 是相等的，这里Neuber σ，Neuber ε分别是由Neuber 公式得到的局部应力和应变，()M G ε-是由能量关系得到的局部应变。显然Neuber ε比（7.35）式积分中的()M G ε-要大。因此，两种方法中，Neuber 关系式给出的应变值比Molski-Glinka 关系式所得到的应变值要大。
7.4
焊接结构疲劳裂纹形成寿命预测方法
7.4.1
裂纹形成寿命预测
焊接结构的焊缝附近几何形状构成一切口，因此可以采用适
合于切口试件的局部应力应变法莱预测焊接结构的疲劳裂纹形成寿命。下面把Neuber 法和Molski-Glinka 能量关系式作为基础来建立恒符应力下的焊接结构疲劳裂纹形成寿命的预测方法。
对应修正的Neuber 公式（7.23），我们引入焊接结构的极值疲劳切口系数fm K ，则有：
σ?ε?=
()
2
fm K S E
? （7.36）
图7.4说明了确定从第1次反复至第3次反复的焊趾局部应力和应变的方法。
图中0σ为局部平均应力，r σ为焊接残余应力。
图中载荷从0加载到1S 得过程中，应力应变服从循环应力应变关系式（7.10），其循环应力应变值由（7.10）式和考虑焊接残余应
力时修正的Neuber 关系（7.37）式联立，可求得局部应力σ和局部应变ε。
图7.4 局部应力应变分析示意图 E σ=
()
2
1fm r K s E
σ+ （7.37）
从1S 到2S 得过程中，有迟滞回线方程（7.14）式与修正的Neuber
公式（7.21）式联立可求得局部应力范围σ?和局部应变范围ε?，进而容易求得局部平均应力0σ，将0σ代入（7.22）式可得：
2ε?=()02b
f i N E
σσ-+()'2e f i N ε （7.38） 由上式可以预测焊接结构疲劳裂纹的形成寿命。 当使用能量关系时，将fm K 代替t K ，（7.27）式变为： L U =2fm N K U =
()
2
2fm K s E
（7.39）
对于存在的残余应力r σ的焊接结构，（7.39）式可写成： L
U =
()2
2fm
r K s E
σ+ （7.40）
图7.4中，载荷从0加载至1S 时，由循环应力应变关系式（7.10）和（7.40）可得：
2
2E σ+'
1''1n n K σσ?? ?+??=()2
12fm r K s E
σ+ （7.41） 由上式可求出局部应力σ，再由（7.10）式可求出局部应变ε。 当载荷从1S 到2S 得过程中，由迟滞回线方程和Molski-Glinka 能量关系式可求出局部应力范围σ?，其方程式（7.42）即为（7.33）式中f K 用fm K 代替所得：
2
4E σ?+1
''12n n K σσ??? ?+??= 2fm
K 2
4s E ? （7.42）
将（7.42）式求出的 σ?代入（7.14）式可得ε?，局部平均应力0σ可通过在载荷从9增至1S 时所产生的局部应力σ和局部应力范围σ?而求得，从而，再由（7.38）式可预测焊接结构的
疲劳裂纹形成寿命。 图7.5 十字形角焊板接头
为了验证所建立的预测焊接结构疲劳裂纹形成寿命方法的有效
性，我们将低合金钢制成的十字形角接板接头的疲劳试验结构与Neuber 法及Molski-Glinka 能量关系预测结构进行比较。
结构如图7.5所示。材料的抗拉强度极限b σ=549MPa ，屈服极限
y σ=441MPa ，对应原状焊缝，残余应力y σ=r σ=441MPa ，其它有关常
数可按如下近似公式计算：
Peterson 材料常数 a=1.087510?2b σ-=0.361mm 疲劳延性指数 b=16-
lg 34421b σ??
??+?? ?????
=-0.0854 疲劳延性指数
0.70.5c -<<- 取中间值c=-0.6 循环应变硬化指数
'n =b
c
=0.1423 疲劳强度系数
'f σ=b σ+345=894MPa
循环屈服强度
'
y
σ=0.608b σ=334MPa 循环强度系数
'
K ='
y
σ
()'
0.002n -=808MPa
疲劳延性系数
'f
ε='
1
''
n f K
σ?? ? ??
?
=2.036 弹性模量E=200GPa ，应力比R=0.2.
采用Neuber 法计算结果用?表示，用Molski-Glinka 能量关系法计算结果用?表示。两种方法计算结果及疲劳试验寿命曲线分散带绘于图7.6中。
从图7.6可知，两种方
法所得疲劳裂纹形成寿命与试验结果符合较好。从计算结果来看，在靠近低周疲劳寿命阶段，能量法所得结果比用
Neuber 法计算结果更接近试验值。 图7.6 疲劳裂纹形成寿命计算
与试验结果的比较
这一结果主要是由于在低周阶段，焊趾根部的应力已进入塑性阶段，而Neuber 公式将比Molski-Glinka 能量关系给出的偏高的应变估计，因此，其对应的疲劳裂纹形成寿命偏低，而在长寿命区焊趾根部应力基本上载弹性范围内，Neuber 公式和Molski-Glinka 关系给出的
应变值基本一致，因而，其疲劳裂纹形成寿命十分接近。 7.4.2
调峰机组锅炉焊接接头疲劳裂纹形成寿命预测
火电厂调峰机组中的锅炉汽包在机组启停过程中受交变内压及热应力作用，因此，锅炉汽包焊接接头极有可能产生疲劳破坏。锅炉汽包的这种疲劳破坏属于低周疲劳的范畴。由于在锅炉设计中并未考虑机组参与调峰运行，因而使得目前在役的火电机组锅炉汽包的安全性受到威胁。所以，预测汽包寿命具有重要意义。
借助于上面所建立的焊接结构疲劳裂纹形成寿命预测方法，锅炉汽包疲劳裂纹形成寿命的预测可以采用以下三种方法：
（1） N euber 法
根据热弹性理论可求出汽包温度应力T σ，将其与机械应力j σ叠加，可得工作应力。将工作应力作为名义应力，采用修正的Neuber 公式及循环应力-应变曲线和迟滞回线，并结合残余应力，可计算出局部应变，再由（7.22）式可计算出汽包疲劳裂纹形成寿命，考虑一定的安全系数一会，即可得汽包焊接接头的疲劳寿命。
（2） M olski-Glinka 能量法
与Neuber 法类似，在Molski-Glinka 能量法中，首先求出工作应力，然后采用能量关系式（7.27），循环应力应变曲线和迟滞回线，并考虑焊接残余应力，同样可计算出焊缝附近的局部应变，由（7.22）式可计算疲劳裂纹形成寿命，考虑安全系数以后可知汽包焊接接头的疲劳寿命。
值得指出的是，由于能量法所给出的局部应变，在低周疲劳范围内比Neuber法更接近实际情况。所以，作者建议：在采用上面两种方法预测汽包焊接接头的疲劳裂纹形成寿命时，以Molski-Glinka能量法为主。
（3）弹塑性有限元法
在机组启停过程中，锅炉汽包焊接接头局部范围产生很大的局部应力。Neuber方法以及Molski-Glinka能量法所求出的局部应力和应变，在一定程度上带有近似性。因此，要建立准确可靠的疲劳寿命预测方法，可采用弹塑性有限元方法求焊缝附近的局部应力和应变，在根据（7.22）式技术疲劳裂纹形成寿命，考虑安全系数一会，即可知汽包焊接接头的疲劳寿命。
在采用弹塑性有限元法时，可首先在一定区域内按方法（1）和方法（2）中所述求出工作应力，然后在该区域细致的单元部分，可采用作者提出的五面体可变节点单元与六面体单元结合，这是，弹性矩阵[]D应改为弹塑性矩阵，采用增量变刚度法，并把残余应力作为初应力考虑在内，可求解焊缝附近的局部应力和应变。
当然，这种方法所需要的计算工作量相对前述两种方法来说要大得多。因此，可根据实际情况，选取预测锅炉汽包焊接接缝疲劳裂纹形成寿命的方法。
船舶建造工艺流程简要介绍 一、船舶建造工艺流程层次上的划分为： 1、生产大节点：开工——上船台（铺底）——下水（出坞）——航海试验——完工交船生产大节点在工艺流程中是某工艺阶段的开工期（或上一个节点的完工期），工艺阶段一般说是两个节点间的施工期。生产大节点的期限是编制和执行生产计划的基点，框定了船舶建造各工艺阶段的节拍和生产周期；节点的完成日也是船东向船厂分期付款的交割日。 2、工艺阶段：钢材予处理——号料加工——零、部件装配——分段装焊——船台装焊（合拢）——拉线镗孔——船舶下水——发电机动车——主机动车——系泊试验——航海试验——完工交船 3、以上工艺阶段还可以进一步进行分解。 4、是以上工艺阶段是按船舶建造形象进度划分的，造船工艺流程是并行工程，即船体建造与舾装作业是并行分道组织，涂装作业安排在分道生产线的两个小阶段之间，船体与舾装分道生产线在各阶段接续地汇入壳舾涂一体化生产流程。 二、船舶建造的前期策划 船舶设计建造是一项复杂的系统工程，在开工前船厂必须组织前期策划，一是要扫清技术障碍；二是要解决施工难点。 1、必须吃透“技术说明书”（设计规格书）。 技术说明书是船东提出并经双方技术谈判，以相应国际规范及公约为约束的船舶设计建造的技术要求。船厂在新船型特别是高附加值船舶的承接中必须慎重对待：必须搞清重要设备运行的采用标准情况、关键技术的工艺条件要求，特别是要排查出技术说明书中暗藏的技术障碍（不排除某些船东存有恶意意图）， 2、对设计工作的组织。 船舶设计工作分三阶段组织进行——初步设计、详细设计、生产设计。初步设计：是从收到船东技术任务书或询价开始，进行船舶总体方案的设计。提供出设计规格说明书、总布置图、舯剖面图、机舱布置图、主要设备厂商表等。详细设计：在初步设计基础上，通过对各个具体技术专业项目，进行系统原理设计计算，绘制关键图纸，解决设计中的技术问题，
船舶结构力学 一、基本概念部分 1、坐标系 船舶结构力学与工程力学的坐标系比较如下图： 工程力学的坐标系 船舶结构力学的坐标系 x y z x y z 00 2、符号规则 船船结构力学与工程力学的符号规则有相同点和不同点，弯矩四要素的符号基本不同，主要是指弯矩、剪力和挠度的符号规则不同，而转角的符号一致，即是以顺针方向的转角为 正角。船舶结构力学的符号规则如下图所示。 M M M M M M N N N N N N 工程力学的符号规则 船舶结构力学力法的符号规则 船舶结构力学位移法的符号规则 3、约束与约束力 对物体的运动预加限制的其他物体称为约束。约束施加于被约束物体的力称为约束力或约束反力，支座的约束力也叫支反力。 4、支座的类型及其边界条件 支座有四类：简支端（包括固定支座与滚动支座）、刚性固定端、弹性支座与弹性固定端。各类支座的图示及其边界条件如下图：
1)简支端边界条件：v = 0，v ″ = 0 2)刚性固定端 边界条件：v = 0，v ′ = 0 3)弹性支座 边界条件：v = -AEIv ′′′ ′′′支座左端 () v = AEIv ′′′支座右 () 端 4) 弹性固定端 边界条件：v =αEIv ′′左端 () v =-αEIv ′′右 () 端（A为支座的柔性系数） ′′（ α为固定端的柔性系 数） 5、什么是静定梁？什么是超静定梁？如何求解超静定梁？ 梁的未知反力与静平衡方程个数相同时，此梁为静定梁。反之，如果梁的未知反力多于梁的静平衡方程数目时，此时的梁称为超静定梁。超静定梁可用力法求解。 6、什么是梁的弯曲四要素，查弯曲要素表要注意哪些事项？ 梁的剪力、弯矩、转角和挠度称为梁的弯曲四要素。查弯曲要素表要注意，四个要素的符号，在位移法中查梁的固端弯矩时要注意把梁的左端弯矩值加一个负号。 7、简述两类力法基本方程的内容 力法方程有两类：一是“去支座法”。是以支座反力为未知量，根据变形条件所列的方程。二是“断面法”。以支座断面弯矩为未知量，根据变形连续性条件所列的方程。 8、叠加原理的适用条件是什么？ 当梁的弯矩与剪力与载荷成线性关系时，梁的弯矩与剪力可用叠加原理求得。 9、根据载荷的作用性质可将载荷分哪几类？各有什么特点？ 载荷可以分为横向载荷与纵向载荷，横向载荷与梁的轴线垂直，使梁发生纯弯曲，纵向载荷使梁发生复杂弯曲。 10、静定梁与超静定梁举例，见下图：
造船工艺的主要流程介绍 本讲座从管理者的角度，按照“壳舾涂一体化总装造船”现代造船管理模式的要求，结合我国船厂的探索实践，介绍船舶建造在各工艺阶段的组织方式、应注意的问题，同时提供对施工状态的评价标准。 一、造船生产管理模式的演变由焊接代替铆接建造钢质船，造船生产经历了从传统造船向现代造船的演变，主要推动力是造船技术的发展。传统造船分两个阶段：1、常规的船体建造和舾装阶段。在固定的造船设施按照先安装龙骨系统、再安装肋骨框、最后装配外板系统等。 2．由于焊接技术的引进，船体实行分段建造；舾装分为两个阶段：分段舾装和船上舾装，即开展予舾装。 现代造船又历经以下阶段：3、由于成组技术的引进，船体实行分道建造；舾装分为三个阶段：单元舾装、分段舾装和船上舾装，即开展区域舾装。 4、由于船体建造和舾装、涂装相互结合组织，实现“壳舾涂一体化总装造船”。
5、随着造船技术的不断发展，精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船将成为船厂的努力方向。 目前国内主要船厂一般处于三级向四级过渡阶段；国内先进船厂已达到四级水平；外高桥船厂、建设中的江南长兴岛造船基地明确提出将精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船作为发展目标。 二、现代造船生产管理模式的特征 1、船体分道建造法。根据成组技术“族制造”的原理制造船体零件、部件和分段，按工艺流程组建生产线。 2、抛弃了舾装是船体建造后续作业这一旧概念，以精确划分的区域和阶段（单元舾装、分段舾装和船上舾装）控制舾装。 3、实行“管件族制造”，以有效手段制造多品种、小批量产品，获得生产线生产效益。 4、采用产品导向型工程分解。把船舶划分为不同级别的中
船体建造工艺课外习题集 何志标张远双编 班级： 学号： 姓名： 武汉船舶职业技术学院 2004年3月1日
1、什么是船体放样？船体放样的主要作用是什么？ 2、叙述用铅锤法作船体基线的工艺过程，要求画出示意简图。 3、叙述在三向光顺的船体型线图的基础上求取光顺的肋骨型线的方法、步骤。 4、图1为某船船首部分的型线图。 （1）求出图中A、B、C、D各点在另外两个投影图上的投影； （2）已知曲线EE在半宽水线图上的投影，试求出其在另外两个投影图上的投影；（3）已知40﹟肋骨位置，在横剖线图上画出40﹟肋骨线。 图1
5、已知某实体长为120mm，图2是按1：1的比例绘制的该实体的横剖线图，请画出其 半宽水线图和纵剖线图，并且在纵剖线图上画出斜剖线，检验型线图是否光顺。 图2
6、已知某船的型宽B＝2000mm，梁拱高H＝100mm，请选择适当的方法作出其抛物线形 梁拱曲线，用1：10绘制。 7、图3为某船首部甲板边线在纵剖线图上的投影，试用上题的梁拱曲线完成该船首部 甲板边线 5 6 7 8 9 10 图3 8、已知某船主轴中心线在船体中纵剖面上，且与基线平行，其轴线在横剖线图上的投 影如图4所示。设计给出的轴壳半径为R4，轴壳从＃9肋骨开始突出，试根据给定的肋距和肋骨型线进行轴壳板的放样。 图4
9、船体纵向结构线放样的主要内容是什么？为什么要进行纵向结构线放样？ 10、图5表示了外板纵缝线排列的两种方案，请指出哪一种方案好，为什么？ 图5 图7
13、一端连接方管、另一端连接圆管的上方下圆过渡接头的形体表面由四个曲面和四个 请作出其展开图。
浅谈船舶建造流程 姓名：张永刚 专业：船舶与海洋工程时间： 2012年9月
摘要：文中简要的介绍了船舶的建造流程，以前的船舶建造流程周期比较长，从而演变成现在的壳舾涂一体化的建造模式，通过对比分析，壳舾涂一体化的建造模式大大的缩短了船舶建造周期，减少了建造成本，因此其建造模式在船厂得到了广泛的运用。 关键词：船舶建造流程，壳舾涂一体化 0引言 造船生产管理模式的演变由焊接代替铆接建造钢质船，造船生产经历了从传统造船向现代造船的演变，主要推动力是造船技术的发展。现代造船工艺是在综合采用先进制造技术和现代科学管理的条件下研究船舶建造过程及方法的一门应用科学，按照“壳舾涂一体化”造船理念。 造船工艺的主要任务是建立最佳的船舶生产工艺系统，包括船舶建造方案、制造方法和工艺流程、工艺装备、施工精度标准及检测方法，以及最大限度应用现代科学技术成果和扩大新技术应用。 现在，工艺学的概念本质已从狭义扩展到广义，从技术手段、原材料、信息、生产资源、计划控制系统到自然环境保护等，均在生产过程中有所体现。造船工艺已经成为缩短船舶建造周期、提高建造质量和降低建造成本，甚至是实现生产与社会、自然和谐发展的关键因素。 1船体放样与号料 船体放样与号料，就是将设计部门设计的船体型线图、结构图，按1:1或其他一定比例进行放样展开，以求得船体结构的真实形状和实际尺寸，然后再将这些已经展开的零件，在钢板或型材上进行实尺号料。 船体放样与号料是一个技术性强、难度大、精度高的工种，它不仅是船体建造的首道程序，而且为船体建造的其他后续工作提供各种确切可靠的施工依据。所以从根本上说，船体的建造质量在很大程度上取决于放样与号料的工作质量。 1.1 船体放样概述 根据设计图纸按一定比例进行船体型线和构件的放大工作，是船舶建造中的第一道工序。通过放样可以取得较光顺的船体型值及构件在船体上的正确位置、形状和尺寸，为号料、加工、装配等后续工序提供施工依据，并对放样过程中暴露出来的设计错误或不合理之处进行修正或改进。 1.2 船体型线放样 船体表面是光顺的空间曲面。在设计的船体理论型线图上，是根据三面投影原理，用三组互相垂直的平行剖面（纵剖面、横剖面和水线面）与船体表面相交得到三组型线（纵剖线、横剖线和水线)绘制成三个投影图(纵剖线图、横剖线图和半宽水线图)来表示的，如图1-1所示. 它们的投影关系和形状特征如表1-1所示。
船舶建造流程 一、船体放样 1.线形放样：分手工放样和机器(计算机)放样，手工放样一般为1：1比例，样台需占用极大面积，需要较大的人力物力，目前较少采用;机器放样又称数学放样，依靠先进技术软件对船体进行放 样，数学放样精确性较高，且不占用场地和人力，目前较为广泛的采用机器放样。 2.结构放样、展开：对各结构进行放样、展开，绘制相应的加工样板、样棒。 3.下料草图：绘制相应的下料草图。 二、船体钢材预处理：对钢材表面进行预处理，消除应力。 1.钢材矫正：一般为机械方法，即采用多辊矫夹机、液压机、型钢矫直机等。 2.表面清理：a.机械除锈法，如抛丸除锈法喷丸除锈法等，目前较为广泛采用;b.酸洗除锈法，也叫化学除锈，利用化学反应;c.手工除锈法，用鎯头等工具敲击除锈 三、构件加工 1.边缘加工：剪切、切割等; 2.冷热加工：消除应力、变形等; 3.成型加工：油压床、肋骨冷弯机等。 四、船体装配：船体(部件)装配，把各种构件组合拼接成为各种我们所需的空间形状。 五、船体焊接：把装配后的空间形状通过焊接使之成为永久不可分割的一个整体。 六、密性试验：各类密性试验，如着色试验、超声波、X光等。 七、船舶下水：基本成形后下水，设计流水线以下的所有体积均为浸水体积。
1.重力下水：一般方式为船台下水，靠船舶自重及滑动速度下水; 2.浮力下水：一般形式为船坞; 3.机器下水：适用于中小型船舶，通过机器设备拖拉或吊下水。 八、船舶舾装：全面开展舾装系统、系泊系统、机装、电装、管装等方面的工作。 九、船舶试验：系泊试验、倾斜试验，试航(全面测试船舶各项性能)。 十、交船验收。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 船舶建造工艺流程简要介绍 本讲座从管理者的角度，按照“壳舾涂一体化总装造船”现代造船管理模式的要求，结合我国船厂的探索实践，介绍船舶建造在各工艺阶段的组织方式、应注意的问题，同时提供 对施工状态的评价标准。 一、造船生产管理模式的演变由焊接代替铆接建造钢质船，造船生产经历了从传统造船向现代造船的演变，主要推动力是造船技术的发展。传统造船分两个阶段： 1、常规的船体建造和舾装阶段。在固定的造船设施按照先安装龙骨系统、再安装肋骨框、最后装配外板系统等。 2．由于焊接技术的引进，船体实行分段建造；舾装分为两个阶段：分段舾装和船上舾装，即开展予舾装。 现代造船又历经以下阶段： 3、由于成组技术的引进，船体实行分道建造；舾装分为三个阶段： 单元舾装、分段舾装和船上舾装，即开展区域舾装。 4、由于船体建造和舾装、涂装相互结合组织，实现“壳舾涂一体化总装造船”。 5、随着造船技术的不断发展，精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船将成为船厂的努力方向。目前国内主要船厂一般处于三级向四级过渡阶段；国内先进船厂已达到四级水平；外高桥船厂、建设中的江南长兴岛造船基地明确提出将精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船作为发展目标。
船舶建造工艺复习资料整理 P1:第一章&最后一章：现代制造技术 现代造船模式定义(p227)：以统筹优化理论为指导，应用成组技术原理以中间产品为导向，按区域组织生产，壳，舾，涂作业在空间上分道，时间上有序，实现设计、生产、管理一体化，均衡连续的总装造船 主要包括以下技术(p228)：质量控制循环系统、船舶建造标准化、建造合同技术谈判、产品导向工程分解、分道建造技术、区域舾装、区域涂装、管件族制造技术、壳舾涂一体化，柔性制造、造船编码技术 3.成组技术(GT)(p229): 3.1定义：研究事物的相似性，并将其合理应用的一种技术，即将具有相似特征或相 似信息的事物按照一定的准则分类成组，用相同的方法进行处理，以使单件或中、小批量生产获取大批量生产的高效率的生产技术和管理技术； 3.2运用的主要原理：中间产品导向型的作业分解原理，简称产品制造原理；相似性 原理 3.3中间产品具有与明显的区域性、阶段性，同时又具有一定批量性的特征 4.柔性建造技术(FMI)(p231)： 4.1柔性：是指制造系统或者企业对系统内部及外部环境的一种适应能力，也是指控制系 统能够适应产品变化的能力 4.2技术支持：CAD/CAPP/NC,CAD/CAM，自动流水线，数控加工设备等以达较高水平； 以产品导向为基础的现代造船模式 4.3系统支撑：数控系统(NC)，物料系统(PP)，控制系统(ND) 5.敏捷制造技术(AM)(P232) 5.1基本思想：通过把灵活的动态联盟、先进的柔性制造技术和高素质的人员进行全面集 成，从而使企业能够从容应付快速的和不可预测的市场需求，获得长期效益 5.2基本定义：以柔性生产技术和动态组织结构为特点，以高素质，协同良好的工作人员 为核心，实行企业间网络集成，形成快速响应市场的社会制造体系 5.3主要特征：①以满足用户要求获得利润为目标②以竞争能力和信誉为依据，选择组成 动态公司的合作伙伴③基于合作间的相会信任、分工协作、共同目标来有力的增强整体实力④把知识、技艺、信息投入最底层生产线 6.计算机集成制造技术(CIMS)(P233) 6.1实质：借助计算机的硬件、软件技术，综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、 自动化技术，系统工程技术，将企业全部生产过程中有关人、技术、经营管理三要素及其信息流、物流有机集成并优化运行，从而提高企业的市场应变能力德尔竞争能力 6.2造船CIMS: 7.绿色制造(GM)(P235-238) 7.1”HSE”:health,safe,environment 7.2”6S”管理：整理、整顿、清洁、清扫、素养、安全 7.3主要内容：绿色加工、绿色焊接、绿色涂装 8.虚拟制造(P250) 8.1内涵：在船舶设计阶段久模拟出船舶建造的整个过程，能够及早发现设计中出现的问题，
现代船舶建造工艺流程 根据现代造船“壳舾涂一体化总装造船”模式，船舶生产经历了传统造船到现代造船的过渡，因为技术的发展和日新月异的创造力与技术革新突破，才达到了目前的造船情况。 传统造船分为两个阶段：1是常规船体建造和舾装阶段，先装龙骨系统，再装肋骨系统，最后装外板系统；2是分段建造，舾装分为2个阶段，分段舾装和船上舾装。 现代造船则由于成组技术的引入，船体实行分道建造，舾装分为3个阶段，单元舾装、分段舾装、船上舾装。由船体建造、舾装、涂装结合工作组成了所谓的“壳舾涂一体化总装造船”。当前造船行业正向着数字造船和绿色造船的方向努力。 一、船舶建造工艺流程层次上的划分为： 1、生产大节点：开工——入坞（上船台搭载）——下水（出坞）——试航——交船 生产大节点在工艺流程中是某工艺阶段的开工期（或上一个节点的完工期），工艺阶段一般说是两个节点间的施工期。生产大节点的期限是编制和执行生产计划的基点，框定了船舶建造各工艺阶段的节拍和生产周期；节点的完成日也是船东向船厂分期付款的交割日。 2、工艺阶段：钢材预处理——号料加工——零、部件装配——分段装焊——坞内装焊（合拢）——拉线镗孔——船舶下水——发电机动车——主机动车——系泊试验——试航试验——交船 3、以上工艺阶段还可以进一步进行分解。 4、是以上工艺阶段是按船舶建造形象进度划分的，造船工艺流程是并行工程，即船体建造与舾装作业是并行分道组织，涂装作业安排在分道生产线的两个小阶段之间，船体与舾装分道生产线在各阶段接续地汇入壳舾涂一体化生产流程。 二、船舶建造的前期策划 船舶设计建造是一项复杂的系统工程，在开工前船厂必须组织前期策划，一是要扫清技术障碍；二是要解决施工难点。 1、参透“技术说明书”（设计规格书）。 技术说明书是船东提出并经双方技术谈判，以相应国际规范及公约为约束的船舶设计建造的技术要求。船厂在新船型特别是高附加值船舶的承接中必须慎重对待：必须搞清重要设备运行的采用标准情况、关键技术的工艺条件要求，特别是要排查出技术说明书中暗藏的技术障碍（不排除某些船东存有恶意意图）； 2、对设计工作的组织。 船舶设计工作分三阶段组织进行——初步设计、详细设计、生产设计。初步设计：是从收到船东技术任务书或询价开始，进行船舶总体方案的设计。提供出设计规格说明书、总布置图、舯剖面图、机舱布置图、主要设备厂商表等。详细设计：在初步设计基础上，通过对各个具体技术专业项目，进行系统原理设计计算，绘制关键图纸，解决设计中的技术问题，最终确定船舶全部技术性能、船体结构、重要材料设备选型和订货要求等。 生产设计：是在详细设计送审图完成基础上，按工艺阶段、施工区域和组装单元，绘制记入各种工艺技术指示和各种管理数据的工作图、管理表以及提供生产信息文件的设计。
第一章 一、填空题 1．船舶建造工艺是研究（）和（）的制造方法与工艺过程的一门应用学科。 2．现代造船工艺分为船体和上层建筑建造、（）和（）三种不同类型又相互关联，相互影响的制造技术。 3．船舶建造准备工作包括（）、（）、（）、（）及人员与组织准备。 二、名词解释 1．成组技术 2．相似性原理 3．中间产品 三、简答题 1．钢质海船焊接船体常规建造工艺流程？ 2．船舶建造机械化包括哪些方面？ 第二章 一、填空题 1．船用绝缘材料主要包括防火、（）和（）三大类。 2．船用非金属材料包括（）、（）和复合材料三大类。 二、名词解释 1．材料断面收缩率 2．材料伸长率 三、简答题 1．船用结构钢的工艺性能包括哪些方面？ 2．玻璃钢制品手糊成型工艺过程？ 3．船用结构钢的优良焊接性评定标准？ 第三章 一、填空题 1．手工电弧焊的焊剂准备工作包括（）、坡口清理、（）和（）四个方面。 2．手工电弧焊的基本操作有（）、（）和收尾三部分。 3．根据焊缝所处的空间位置，可将焊缝分为平焊缝、（）、（）和（）四种。 4．埋弧自动焊焊前准备工作包括（）、边缘清理和（）三个方面。 5．焊接应力包括（）、（）和（）三种。 二、名词解释 1．埋弧自动焊 2．二氧化碳气体保护焊 3．气保护 4．渣保护 5．焊接冷裂缝 6．再热裂缝 7．反变形法 8．熔滴过渡 三、简答题 1．船体结构焊接程序的基本原则？ 2．简述熔化焊过程？ 3．与熔滴过渡有关的五种力及各自作用？
4．二氧化碳气保焊的优、缺点？ 5．手工电弧焊药皮中包括哪些添加剂？ 6．减少焊接残余应力和变形的方法？ 7．如何控制焊接冷裂缝的产生？ 第四章 一、填空题 1．船体放样的目的不仅仅是将设计图放大，更重要的是将设计图上因比例限制而隐匿的（）和（）予以消除，即对型线进行光顺。 2．格子线画好后，需对其精度进行检验。一是检验（）在三个视图中是否相等，二是检验格子线的（）。 3．型线修改的原则是：型值一致性误差不大于±2mm；设计水线以下各点的修正量应以（）为原则；船体型线修改前后（）保持不变；（）不能任意修改。 4．型线的精确性体现在型线的光顺、（）和（）三个方面。 5．船体横向结构线放样主要是（），纵向结构线放样就是画出（）的投影。 6．样板按其在生产中的用途，可分为（）、（）、（）、（）和检验样板等 二、名词解释 1．船体放样 2．船体结构线放样 3．外口线 4．内口线 5．船体构件展开 6．肋骨弯度 7．测地线 8．扇形外板 9．菱形外板 10．样箱 11．号料 三、简答题 1．外板接缝排列原则？ 2．胎架基准面有哪几种？分别适用于哪些分段？ 四、作图题 1．理论型线光顺。图示为某船船首部分的型线图，试求： （1）图中各点在另外两个投影图上的投影位置； （2）已知曲线EF在半宽水线图上的投影，试求出其在另外两个投影图上之投影； （3）已知40号肋骨线位置，在横剖线图上画出其投影。 （作图要求：注明必要文字符号，保留必要作图痕迹）
一、前言 企业的经营目标就是满足市场需求，追求利润最大化；制造生产是企业获得利润的手段；生产计划是生产制造的方向、是生产控制的相关文件；计划的成功，决定了企业实现经营目标成功；追求利润是企业经营的目标；生产计划是利润的保障，是企业管理的第一目标；组织生产要以生产计划为依据；生产监督要以生产计划为准绳。 二、必须全面了解计划 1、首先要了解计划的概念和要求 1）计划是未来行动的方案；是确定组织未来发展目标以及实现目标的方式、时间周期； 是在一定的设施、设备配备的条件下，实现人、场地、设备的最佳安排，实现作业流程的完美结合，从而获取最大的产能。是公司、各个部门、各个作业区以及各个班组，为了实现某项目标和完成某项任务而事先做的安排和打算；是均衡、组织生产的方法；是资源整合和负荷平衡，确保生产进度得到有效控制的方法。 2）计划要明确目的、规范要求、表达清楚、重点突出；做到系统化、规范化、标准化、模式化；表达出有目标的做事、定量做事、有程序的做事、有成本的做事、由谁做 什么事、在什么地方做事、如何做事、在什么时间做事、什么时间做完事、结果如 何。 3）计划要做得精细，但不要杂乱；要通俗，又不要深奥；要形式稳定，不需要变化无常。 2、计划的特点 1）预见性；这是计划最明显的特点之一。计划不是对已经形成的事实和状况的描述，而是在行动之前对行动的任务、目标、方法、措施所作出的预见性确认。但这种预 想不是盲目的、空想的，而是以上级部门的规定和指示为指导，以本船厂的实际条 件为基础，以过去的问题和成果为依据，对今后的发展趋势作出科学预测之后作出 的。可以说预见是否准确，决定了计划编制成功与否。 2）针对性；一是根据集团公司的统一规划、上级领导的工作安排和指示精神而定；二是针对本船厂本部门的工作任务、主客观条件和相应的产量来定的。总之，从实际出发制定出来的计划，才是有意义、有价值和可操作性的计划。 3）可控性；可控性是和预见性、针对性紧密联系在一起的，预见准确、针对性强的计划，在现实中才真正可行。如果目标定得过高、措施无力实施，这个计划就是空中楼阁；反过来说，目标定得过低，措施方法都没有创新性，实现虽然很容易，并不能因此取得有价值的成就，那也算不上有可控性。 4）考核性、严肃性；计划一经通过、批准或认定，在其所指向的范围内就具有了约束作用，在这一范围内无论是集体还是个人都必须按计划的内容开展工作和活动，不得违背和拖延，给公司的业绩考核提供了依据 3、计划的作用 1）无论办什么事情，事先都应有个打算和安排。有了打算和安排就等于有了计划，工作就有了明确的目标和具体的步骤，就可以协调大家的行动，增强工作的主动性， 减少盲目性，使工作有条不紊地进行。同时，计划本身又是对工作进度和质量的 考核标准，对大家有较强的约束和督促作用。所以计划对工作既有指导作用、推 动作用又有考核作用。 2）计划是现代化造船的保障；所谓现代造船模式，可理解为以统筹优化理论为指导，应用成组技术原理，以中间产品为导向，按区域组织生产，以船体为基础，以舾
第一章造船工程概论 1.船舶建造工艺的任务 （1）根据现有技术条件，为造船生产制订优良的工艺方案和工艺方法，以缩短周期、降低生产成本、提高质量和改善生产条件。 （2）大力研究开发新工艺、新技术，不断提高造船工艺水平，适应社会经济发展的需要。 2.船舶建造的内容 （1）船体建造：船体号料、船体构件加工、中间产品制造、船台总装 （2）舾装工程：主船体和上层建筑以外的机电装置、营运设备、生活设施、各种属具和舱室装饰等。 （3）涂装作业：在船体内外表面和舾装件上，按照技术要求进行除锈和涂敷各种涂料，使金属表面与腐蚀介质隔开，达到防腐蚀处理的目的。 3.船舶制造流程：准备工作，零件加工，中间产品制造，船舶总装，船舶下水，船舶试验，交船与验收 4.造船作业任务分解：将船舶建造这一工程项目划分为若干子项目的工作。 （1）系统导向型任务分解：对船舶按功能系统分解任务。 （2）中间产品导向型任务分解：将最终产品分解为若干中间产品的分类方法称为中间产品导向型任务分解。（成组技术原理、生产作业分类、中间产品特征分类） 5.造船模式的内涵和演变：造船技术的发展可以划分为三个阶段、五个有代表性的造船模式 6.计算机辅助设计CAD，计算机辅助制造CAM，计算机集成制造系统CIMS，CALS 7.造船生产准备工作内容：设计准备，工艺和计划准备，材料与设备，工厂设施，人员准备（1）设计准备：初步设计（意向书及技术附件、造船合同及附件），详细设计，生产设计（2）工艺和计划准备：工艺准备（准备阶段、加工制作阶段、中间产品组装阶段、船舶总装和船内舾装阶段、船舶下水阶段、码头舾装阶段、船舶试验与交船阶段）、计划准备 第二章船体放样与号料 1.船体放样 定义:即将图纸上以一定缩尺比例绘制的设计图，放大成1:1的实尺图样（或1:10、1:5的比例图样），作为船体构件下料、加工的依据。 目的:设计图放大，将设计图上因比例限制而隐匿的型值误差和曲线（面）不光顺因素予以消除，对型线进行光顺。补充进设计图中尚未完全表示出的内容，并依据放大、光顺的图样求取船体构件的真实形状和几何尺寸。 方法:手工放样：实尺放样（1:1）、比例放样（1:5或1:10）、数学放样（用数学方程定义船体型线或船体型面，建立数学模型，借助计算机完成船体放样） 内容:理论型线放样、肋骨型线放样、船体结构线放样、船体构件展开和提供后续工序所需材料。 2、船体构件号料:依据放样提供的构件样板、草图、样杆和数据，在平直的钢板和型材上划出构件的切割线及加工线等，并在材料上合理地排列各构件图样，以求省料省工的工艺过程。 3、理论型线放样：放样格子线、绘制三个投影面的外轮廓线、绘制三组型线（作横剖线图上的各横剖线、作半宽图上的各水线、作纵剖线图上的各纵剖线） 4、型线光顺： 要求：保持投影一致性，其型值误差不大于±2mm。所有的型线必须都是光顺的。型线修改光顺后，各点型值应尽量接近原设计值。
船舶建造工序 船舶建造过程中经常有工序前移,通俗一点说就是本来应该以后做的事现在就先做了,主要是为了保证船舶建造的过程中船厂的设备能得到最充分的利用. 施工工艺流程就是整个船舶建造的工艺流程,换句话说就是整个船舶的建造过程.一般为: 1、生产设计、相关材料和设备的采购 这个过程一般都是船厂来完成的，不过现在部分设计单位也具有生产设计的能力。生产设计的好坏直接关系到船舶生产的进度及质量。另外，船厂的采购部门必须向其他设备商订购主机及其他配件。 2、板和型材的加工 2.1 放样 这和机械设计中的放样差不多，不过船舶的曲面是二维的，其放样的难度甚至高于飞机。传统的船厂有专门用于放样的样楼，而现代化的船厂基本上都采用计算机放样了，不过部分过于复杂且不可展开的曲面还是必须人工放样。 2.2 板和型材的预处理 板和型材到了船厂以后，首先要进行校平，表面除锈然后上底漆。因为钢是很容易生锈的，不做预处理的话等船造出来了板至少要烂掉1/10。 2.3 下料及成型加工 下料简单地说就是按照放好的样子切板和型材。现在大部分船厂在这方面都实现了自动化。不过，成型加工一般比较麻烦，薄板和型材通常采取冷弯加工的方法而厚板及部分曲率很大的结构（球首就是一个典型）必须采取热加工的方法成型。一般即使是很有经验的老师傅烧一个球首也要一个多月（如果板厚增加的话这个时间会大大延长）。 3、分段组装 这个过程的工作量很大，主要是在车间内把形材和板焊接成分段，再用平板车将这些分段运输到现场。 4、船体合龙 就是在船台上和船坞内把分段组合成船。这个过程难度是比较大的，劳动迁都也很高。该过程涉及到大量的起重和焊接作业，因为对设备要求较高，该过程是船舶生产中的瓶颈。 5、下水 这个过程是船舶建造中最危险的过程，一旦发生事故整个船就报废了。具体过程没什么好说的。 6、码头舾装 把管子，阀门和其他大型设备及装潢材料装上船。这个过程涉及到的专业最多，是船舶建造中最混乱也最容易发生事故的过程。 7、试验交船 包括系泊试验和航行试验，主要是测试实际建造完成后船舶各方面的性能数据。 上面的过程比较传统，目前预舾装技术已经被广泛采用6过程已经被大大地简化了。 关于船舶建造企业的项目管理组织结构 近年来，船舶建造市场竞争日趋激烈，每个造船企业都在寻找新的核心竞争力以谋求在船舶市场上的一席之地。为此，公司引进了项目管理技术来管理船舶建造。
船舶建造生产管理规定 1、总则 为加强造船生产管理，缩短船舶建造周期，降低生产成本，增强市场竞争能力，提高经济效益，确保履约合同制定本规定。 本规定使用过程方法将造船生产活动和相关的资源作为过程进行管理，以造船生产管理四大职能：编制作业计划、组织生产协调、指挥生产调度、督促和考核造船生产全过程为主线。 2、船舶建造所需的主要过程，分为： ⑴生产技术准备； ⑵下料加工； ⑶分段制造； ⑷船台合拢； ⑸拉线镗孔； ⑹下水作业； ⑺发电机动车； ⑻主机动车； ⑼倾斜试验 ⑽航行试验； ⑾完工交船。 3、生产技术准备 3.1生产技术准备的输入 生产技术准备的输入应包括以下方面的信息： a）合同及总技术规格书； b）方案（报价）设计任务书； c）建造说明书； d）建造方案（建造法）。 e）合同和技术交底 3.2生产技术准备的输出 生产技术准备的输出一般应包括以下方面的文件： a) 生产技术准备计划日程表； b) 建造方针； c) 各专业施工要领（原则工艺）； d）质量保证大纲； e) )对内对外专检交验项目表；
f) 产品实现风险分析和评估报告； g）生产技术准备状态情况总检查表（开工令）。 f)“建造入级船舶开工前检查单”（适用民船建造，由品质保证部填写船级社确认） g）“船用产品持证清单”（适用民船建造，由科研所报船级社确认） 3.3编制生产技术准备计划日程表 3.3.1生产技术准备计划日程表应确定项目的主办和协办部门以及完成项目的考核期限，内容应包括以下文件： a）船舶建造过程大日程（大节点）总进度计划； b）主要材料、设备清单； c）主要材料、设备纳期表； d）建造方针； e）各专业施工要领（原则工艺）； f）质量保证大纲； g）生产（施工）设计图样和工艺文件供图计划； h）对内对外专检交验项目表； i）大型铸锻件定订货清单； j）主要材料、设备供应计划； k）主要材料、设备持证清单； l）自制件和外协件清单； m）主要设备订货资料确认。 3.4合同和技术交底 3.4.1合同签署一周后，市场营销部和技术开发部应组织向有关部门进行合同和技术详细交底。 2.4.2合同和交底的主要内容： a）合同要点和内容的解释； b）顾客要求和合同背景材料情况； c）船舶主要技术状态、性能； d）船舶的特殊技术性能和工艺要求。 3.5开工条件的确认 为确保船舶开工后能连续施工，在开工前一周，造船办应依据“生产技术准备状态情况总检查表”的安排对开工前必须具备的条件组织验证。民船建造由品质保证部填写“建造入级船舶开工前检查单”交船级社确认后反馈造船办。3.5.1主管监造师应加强督办各相关部门按“生产技术准备计划日程表”的内容
船舶建造工艺流程简要介绍 (非原创，如转载请注意版权问题，谢谢！也谢谢原作者） 本讲座从管理者的角度，按照“壳舾涂一体化总装造船”现代造船管理模式的要求，结合我国船厂的探索实践，介绍船舶建造在各工艺阶段的组织方式、应注意的问题，同时提供对施工状态的评价标准。 一、造船生产管理模式的演变由焊接代替铆接建造钢质船，造船生产经历了从传统造船向现代造船的演变，主要推动力是造船技术的发展。传统造船分两个阶段： 1、常规的船体建造和舾装阶段。在固定的造船设施按照先安装龙骨系统、再安装肋骨框、最后装配外板系统等。 2．由于焊接技术的引进，船体实行分段建造；舾装分为两个阶段：分段舾装和船上舾装，即开展予舾装。 现代造船又历经以下阶段： 3、由于成组技术的引进，船体实行分道建造；舾装分为三个阶段： 单元舾装、分段舾装和船上舾装，即开展区域舾装。 4、由于船体建造和舾装、涂装相互结合组织，实现“壳舾涂一体化总装造船”。 5、随着造船技术的不断发展，精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船将成为船厂的努力方向。 目前国内主要船厂一般处于三级向四级过渡阶段；国内先进船厂已达到四级水平；外高桥船厂、建设中的江南长兴岛造船基地明确提出将精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船作为发展目标。 二、现代造船生产管理模式的特征 1、船体分道建造法。根据成组技术“族制造”的原理制造船体零件、部件和分段，按工艺流程组建生产线。 2、抛弃了舾装是船体建造后续作业这一旧概念，以精确划分的区域和阶段（单元舾装、分段舾装和船上舾装）控制舾装。 3、实行“管件族制造”，以有效手段制造多品种、小批量产品，获得生产线生产效益。 4、采用产品导向型工程分解。把船舶划分为不同级别的中间产品，并协调的组织分道生产和集成。 三、船舶建造工艺流程 现代造船工艺流程如下简图： 船舶建造工艺流程层次上的划分依据为： 1、生产大节点production nodes：开工——上船台（铺底keel laying）——下水（出坞un docking）——航海试验sea trial——完工交船delivery 生产大节点在工艺流程中是某工艺阶段的开工期（或上一个节点的完工期），工艺阶段一般说是两个节点间的施工期。生产大节点的期限是编制和执行生产计划的基点，框定了船舶建造各工艺阶段的节拍和生产周期；从经营工作看，节点的完成日也是船东向船厂分期付款的交割日。
57000吨散装货船船体建造工艺设计 57000吨级N226散装货船 船体建筑工艺设计 姓名： 学号： 2010年06月11日 前言 造船生产设计是从施工立场动身，通过设计形式，考虑高质量、高效率、短周期、并确保安全、合理组织造船生产的一种设计，它要紧统筹和指导和谐本船从设计开始至交船期间船舶建筑各环节的有关工作。民船的船舶设计过程通常分为初步设计、详细设计和生产设计。初步设计和详细设计的大部分工作差不多上由科研院所来完成的，而生产设计一样差不多上由新船的建筑单位来完成。由于各单位的建筑场地、加工设备以及起重能力的不同，即使是同一船舶，不同的建筑单位，它的生产设计也是有所不同的。本讲明书是以广东中远船务有限公司为新船的建筑单位，来阐述船舶生产设计的整个过程。 第一，对新建船舶（即TOXOTIS (特凯迪斯) N226 57000吨级散货船）以及公司的具体情形进行综合分析，确定新船的船台建筑方案、船体的分
段划分及分段装配原则工艺。本讲明书在编写过程中，得到了广东中远船务有限公司设计所及造船分厂的关心和支持，在此深表谢意。 限于本人的知识水平，本讲明书中的缺点和错误在所难免，恳请各位老师批判指正。 摘要 本文要紧针对TOXOTIS (特凯迪斯) N226 57000T级散装货船船体生产设计进行论述，从前期船厂生产能力和本船结构形式入手，分不对船舶的分段划分、船体分段的下料、装配顺序、焊接工艺、船体分段的总装过程进行了分析和叙述，提出了有效并适合船厂生产能力的装配、焊接工艺方案，为以后同类船舶的制造提供了有意义的参考。 关键词 散装货轮；分段；制作工艺 Bulk carrier；Block；Fabrication technics 目录 广东中远船务工程有限公司生产条件简介 (3) 概述 (4) 分段制造要领 (16)
第一章测试 1 【单选题】(10分) 缩短造船周期的重要手段是 A. 壳舾涂一体化 B. 现代造船模式 C. 设计生产管理一体化 D. 成组技术 2 【单选题】(10分) 下列哪项是船厂进行生产设计和工艺准备，制定生产计划和指导生产过程的重要依据？ A. 船舶建造方案 B. 初步设计 C. 详细设计 D. 设计准备
3 【单选题】(10分) 成组技术应用于哪种模式？ A. 集成制造模式 B. 灵捷制造模式 C. 分段制造模式 D. 分道制造模式 4 【多选题】(10分) 成组技术运用了哪些原理？ A. 相似性 B. 类似性 C. 产品制造 D. 中间产品
5 【多选题】(10分) 船体钢料加工，是指将钢板和型材何种材料变成船体构件的工艺过程？ A. 型材 B. 木料 C. 玻璃 D. 钢板 6 【判断题】(10分) 船舶总装的工作场所称为船台或造船坞。 A. 错 B. 对 7 【判断题】(10分)
船舶建造工艺是研究钢质船舶焊接船体和上层建筑的制造方法与工艺过程的一门应用学科。 A. 对 B. 错 8 【判断题】(10分) 现代造船工艺分为船体和上层建筑建造、舾装和涂装三种不同类型，三者之间既无相互关联，又不相互影响。 A. 对 B. 错 9 【判断题】(10分) 造船所用的材料仅有金属材料。 A. 错 B. 对
10 【多选题】(10分) 船体装配就是将加工合格的船体零件组合成、、直至整个船体的工艺全过程。 A. 部件 B. 分段 C. 构件 D. 总段 第二章测试 1 【单选题】(10分) 船体可分为三种腐蚀区域、下列哪一项不是腐蚀区域： A. 船底区 B. 飞溅区 C. 海洋大气区 D. 海水区
武汉船舶职业技术学院船体教研室 船体放样课程课堂教学设计编写者：何志标 填表说明：1. 每项页面大小可自行添减； 2. 教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
项目一钢船建造工艺流程 项目1.1 船舶建造工艺的基本内容 船舶建造简称造船 一、船舶建造工艺的定义 船舶建造工艺：造船施工方法和过程的统称。 船舶建造工艺学：研究船舶建造过程及其工艺技术的一门应用科学。 特点：具有很强的实践性、理论性和综合性。 二、造船工艺的主要任务 1、为造船生产制订工艺方案 根据现有技术条件，制订优良的工艺方案： （1）船舶建造方案； （2）操作方法与工艺规程； （3）工艺装备和设备； （4）施工精度标准以及检测方法； （5）新技术的应用。 2、研究开发新工艺、新技术。 三、造船工艺的基本内容 （一）船体建造 加工制作船体构件，再将它们组装焊接成中间产品(部件、分段、总段)，然后吊运至船台上总装成船体的工艺过程。 1、船体放样和号料 （1）船体放样：主要工作内容包括船体型线光顺，纵横结构线放样，船体构件展开，制作放样资料等 （2）船体号料：将放样展开的船体构件外形和大小依据草图、样棒、样板、样箱等划到钢材上，并标注加工装配符号等信息。 2、船体钢料加工 （1）钢材预处理：钢材的轿平、除锈涂底漆等。 （2）构件的边缘加工：切割、开坡口和打磨。 （3）构件的成形加工：将构件弯制或折曲成所要求的空间形状。
3、船体装配与焊接 （1）船体结构预装配与焊接：预制部件、分（总）段的工艺过程。 ①部件装焊：将零件组合焊接成部件的作业。 ②分段装焊：将零、部件装焊成分段或将分段装焊成大型分段的作业。 （2）船台装配与焊接：在船台上将分段合拢成整个船体的工艺过程。 （二）船舶舾装 将机电装置、营运设备、生活设施、各种属具安装到船上去并进行舱室装饰等的工艺过程。 1、舾装作业内容 （1）机舱舾装：机舱内各种设备的安装与调试。 （2）电气舾装：船内电气设备的安装、调试，电缆的敷设等。 （3）船体舾装 ①甲板舾装：舵系、系泊、装卸、消防、救生等设施的安装调试。 ②住舱舾装：生活设施、航海测量仪器、通信装置等的安装作业。 2、舾装工艺阶段 （1）舾装件采办：舾装件的订货、外协和自制工作。 （2）单元舾装：将舾装件组装成适当大小的舾装组合体。 （3）分段舾装：在分段制造时或完工后将舾装件预先安装在分段上。 （4）船内舾装 ①船台舾装：在船台上船体合拢后进行的舾装作业。 ②码头舾装：船舶下水后在码头进行的舾装作业。
? ? 钢材预处理在号料前对钢材进行的矫正,除锈和涂底漆工作.船用钢材常因轧制时压延不均,轧制后冷却收缩不匀或运输,储存过程中其 钢材预处理 在号料前对钢材进行的矫正,除锈和涂底漆工作.船用钢材常因轧制时压延不均,轧制后冷
却收缩不匀或运输,储存过程中其他因素的影响而存在各种变形.为此,板材和型材从钢料 堆场取出后,先分别用多辊钢板矫平机和型钢矫直机矫正,以保证号料,边缘和成型加工的 正常进行.矫正后的钢材一般先经抛光除锈,最后喷涂底漆和烘干.这样处理完毕后的钢材 即可送去号料.这些工序常组成预处理自动流水线,利用传送滚道与钢料堆场的钢料吊运, 号料,边缘加工等后续工序的运输线相衔接,以实现船体零件备料和加工的综合机械化和自动化. 放样和号料 船体外形通常是光顺的空间曲面.由设计部门提供的用三向投影线表示的船体外形图,称为型线图,一般按1:50或1:100的比例绘制.由于缩尺比大,型线的三向光顺性存在一定的误差,故不能按型线图直接进行船体施工,而需要在造船厂的放样台进行1:1的实尺放样或者是1:5,1:10的比例放样,以光顺型线,取得正确的型值和施工中所需的每个零件的实际形状尺寸与位置,为后续工序提供必要的施工信息.船体放样是船体建造的基础性工序. 号料是将放样后所得的船体零件的实际形状和尺寸,利用样板,样料或草图划在板材或型材上,并注以加工和装配用标记.最早的放样和号料方法是实尺放样,手工号料.20世纪40年代初出现比例放样和投影号料,即按1:5或1:10的比例进行放样制成投影底图,用相应的低倍投影装置放大至实际尺寸;或将投影底图缩小到1/5～1/10摄制成投影底片,再用高倍投影装置放大50～100倍成零件实形,然后在钢材上划线.比例放样还可提供仿形图,供光电跟踪切割机直接切割钢板用,从而省略号料工序.投影号料虽在手工号料的基础上有了很大改进,但仍然未能摆脱手工操作. 60年代初开始应用电印号料,即利用静电照相原理,先在钢板表面喷涂光敏导电粉末,进行 正片投影曝光,经显影和定影后在钢板上显出零件图形.适用于大尺寸钢板的大型电印号料