第二章_第一节_管路节点坐标计算..docVIP

管、风、电节点坐标及弯管参数计算 第一节 管、风、电节点坐标计算 一、概述 在计算机辅助三维生产设计输出的比例图中，节点是描述和确定管、风、电布置及其几何形状的基本形状。如前所述，由于管路在放样中塑性较大，不能随意变形，这就使得管路在生产设计中节点坐标要设计准确，同样，风道的设计也类似管路，而电缆，由于其柔性较好，因此只要按节点设计好电缆通道即可。所以，本节将着重介绍管路的节点坐标及弯管参数的计算方法。 在任一管路中有两个代表点，在两个代表点之间可能有若干弯头（或无弯头）和若干附件。将代表点路线化为节点路线，是非常重要的工艺步骤。代表点之间，根据它们的弯头数形成相应的管段。管段与管段的交接点，称为节点。节点形成的路线称为节点路线。如图2-1所示，在代表点1、10之间，具有五个节点，即2、3、6、7、9五个节点。另外还有阀件4、5两个点号和连接件8一个点号。节点路线是确定管路走向、位置、弯管和工艺措施的基本要点。 图2-1 管路的组成及其节点 图2-2 曲形管的节点 对单根弯曲形状管子而言，可把它的两端看成是两个代表点，如图2-2所示。它是由ab、bc和cd三根管段组成，在ab和bc两管段之间有一节点b，在bc和cd两管段之间也有一节点c。这样，三根管段的管路具有两个节点，依次类推，可得到弯曲形状管的节点数与管段数的关系式: 式中 m——管路的节点数； n——组成弯曲形状管的管段数； 在单根曲线管或任一管路路线中，它们的节点及代表点在坐标系中都可以有一定坐标位置。据此，在坐标系中，这些点能完整地描述管路的形状和组成，并且确定它们的坐标位置。反之，也能通过坐标系中的这些点，经过测量和计算，得到管路或单根弯曲形状管的几何形状和尺寸。 在输出比例图中所建立的坐标系，是依据船体结构为基准面，得到需要的基准坐标轴。由于输出比例绘图都是把三维的图形投影在平面上，因此,管路在空间的位置在投影时必须选择几个恰当的基准面作为确定坐标值的起始平面。通常在输出比例图时，均以船体的常用剖面作为基准面，但因结构状况各异，就出现有平面和曲面之分，因而出现了平面节点坐标系和曲面节点坐标系。节点的坐标值均可按比例值进行计算和测量。 二、平面基准面的节点坐标值求法 （一）平面坐标系的内容 在综合布置时，选择的船体结构局部空间的水平截面、横截面或纵截面作为基准平面，应用此平面所组成的坐标系称为平面坐标系。例如船的内底板、平台甲板、横隔舱壁、纵向舱壁、围壁等均可作为平面基准面，即可组成相应的平面坐标系。所以，平面坐标系又可分成水平平面和垂直平面。 1、水平平面坐标系 根据船体的构件，凡与主甲板平行各层甲板或平台都可视为水平平面。以纵船中线为坐标系的x轴，肋骨的等量间距为x轴的单位增量；以船横剖面线为y轴，以等距纵剖面线为y轴的单位增量。如图2-3所示。 图2-3 水平平面坐标点 图2-4 横向垂直平面坐标系 2、垂直平面坐标系 它有以横隔舱壁为基准平面及以纵隔舱壁为基准面的两种垂直坐标系。 （1）横向垂直平面坐标系。凡是以与横剖面平行的舱壁或围壁为基准面的平面坐标系，称为横向垂直平面坐标系。它以横剖面的中心线为z轴，水线面的等量间距为z轴的单位增量；以水平剖面线为x轴，等距纵剖面为x轴的单位增量。如图2-4所示。 （2）纵向垂直平面坐标系。它多属于局部纵隔舱壁为基准面的平面坐标系。以平面剖面线为x轴，等量肋距为x轴的单位增量；以横剖面线为z轴，等距水平线间距为z轴的单位增量。如图2-5所示。 （二）平面节点坐标的测定 根据比例绘图的比值大小，节点坐标值一般可采用比例标尺量取法和计算法两种测量方法。 图2-5 纵向垂直平面坐标系 图2-6 水平坐标值的测定 图2-6所示为船体某一层次甲板平面为平面坐标系的基准面，弯曲形状管的节点a、b、c、d分布在坐标系中。宜用计算法求取坐标值。求取坐标值的目的是定出管子的几何形状及其尺寸，作为下一步管子弯曲形状参数及弯管参数计算的依据。对于平行于基准面的弯曲形状管，决定其几何尺寸的是长与宽。图2-6所示弯曲形状管在坐标系中的“长”，就是若干个x增量之和，即 式中 F——肋骨间距； n——肋骨间距数，n0； K——肋骨间距之外的给定附加数。 所谓宽，实际上就是弯曲形状管的与投影点的间距，即 式中 E——纵剖线间距； ——纵剖线间距数，n0； ——纵剖线间距之外的给定附加数。 三、曲面基准面的节点坐标值求法 （一）曲面基准面坐标 在船体构造中，有许多曲面结构，其中与管路布置有关的有强力甲板的抛势和昂势，以及船体舷侧的肋骨线型。对于这类结构，很难建立正确