原创《船体中横剖面模数和惯性矩CAD辅助计算》：关于免费横剖面论文范文在这里免费下载与阅读,为您的横剖面相关论文写作提供资料。
摘 要：内河小型船舶,若需校核船体中横剖面模数和惯性矩时,采用本文介绍的CAD制图软件辅助计算,图形和标注一目了然,具有方便、快捷、准确度高等优点.
关键词：船体 辅助 计算
1.概述
根据《钢质内河船舶建造规范》（以下称《规范》）的相关要求,船长大于等于50m的客船、油船、甲板船、滚装船,以及船长大于等于40m的大舱口船都要对中部最小剖面模数和剖面对其水平中和轴的惯性矩进行校核.就目前总纵强度计算而言,最常用方法有两种：一种是采用强度软件,另一种为早期的列表法；本文则采用CAD辅助工具进行中剖面模数和惯性矩计算,供计算时参考.
2.方法和步骤
2.1绘制中横剖面图
首先,应按规范要求计算并确定中横剖面处的构件规格,将满足规范要求的外板、甲板、内底板、纵舱壁板、舷伸甲板、纵桁、龙骨、纵骨及平板护舷材等纵向连续构件绘制成横剖面CAD图；作图时应符合以下要求：
（1）为方便图形输入和后续对剖面参数的查询,绘制比例选用1：1；
（2）纵向构件的板厚和宽度为规范实取尺寸；
（3）扣除甲板上规范规定不能计入剖面积的开口；
（4）甲板线应计入梁拱高度；
（5）遵照金属船体构件理论线标准[3]对构件进行定位；
2.2做面域
横剖面图制作完成后,将各组成构件分别做成面域,并对面域逐一合并.
2.3构件和尺寸标注
面域合并后,应对各组成构件的板厚、型材规格和定位尺寸等进行标注,以便后续查询和核对构件的一致性.
2.4建立坐标系和读取横剖面的相关参数
将坐标原点移动至横剖面图的基准点,该基准点为基线与纵中剖面的交叉点,然后点击“面域/质量特性” 图标,在“面域/质量特性”的文本窗口读取整个面域的面积,以及中和轴距基线的垂直距离；再次移动坐标原点移至面积中心,二次点击“面域/质量特性”图标,读取图形相对于X轴的移轴惯性矩；转换单位与规范一致,截面积（A）的单位转换为cm2,中和轴与基线距离（Y）的单位转换为m,惯性矩（I）的单位转换为 cm2·m2.
2.5剖面模数计算
有了上述“2.4”读出的参数便可以计算相对于规范要求的剖面模数了,剖面模数的计算公式为
Y为中和轴到计算点的垂直距离；
当计算平板龙骨处的剖面模数时,Y值取中和轴至基线的垂直距离；当计算强力甲板边线处的剖面模数时,Y值为中和轴到甲板边线的垂直距离；计算舱口围板的剖面模数时,Y值为中和轴至舱口围板顶缘处的垂直距离.
分别可以写成如下计算式：
（1）平板龙骨处的剖面模数：Wp等于I/Yp cm2·m；
（2）甲板边线处的剖面模数：Wj等于I/Yj cm2·m；
（3）舱口围板顶缘处的剖面模数：Wu等于I/Yu cm2·m.
3.计算实例
3.1船舶的主要技术参数
按《钢质内河船舶建造规范》（2016）第1篇第8章8.2.1.1、8.2.1.2计算所得的剖面模数和惯性矩为：
W 等于 779.60 cm2·m
I 等于 756.80 cm2·m2
3.2 绘制中横剖面和读取相关参数
3.2.1 中横剖面
该船中横剖面见图1所示,图中标注的构件板厚和相对尺寸按1：1比例绘制,各构件系按规范计算确定的规格,且已对构件的面域进行了合并.
3.2.2 移动坐标读取中和轴高度
在移动坐标原点前,需检查合并的面域是否都包含了全部剖面构件.点出“工具→移动（UCS）”命令,将坐标原點移动至图（1）中CL与BL的交点处,点击“面域/质量特性”图标,在文本窗口读取中和轴距基线距离（图2中的质心）,即Y坐标,本图中Y等于1067mm.
文本窗口读数见图2,单位为mm.
3.2.3 移动坐标读取移轴惯性矩
根据“3.2.2”读取的中和轴坐标Y值,二次移动坐标原点至中和轴与CL的交点上,点击“面域/质量特性”图标,在文本窗口可读取下列数值：
横剖面的面积A等于1808.9 cm2；
对X轴的移轴惯性矩I等于1754.2 cm2·m2 ；
对X轴的移轴惯性矩直接与规范计算值比较.
二次移动坐标后的文本窗口见图3,单位为mm.
3.3 剖面模数计算
根据“2.5”所述算式求出剖面模数.
取Wp、Wj、Wu中的最小值与规范计算值比较.
3.4 结论
通过上述计算,该船所取构件组成的中横剖面惯性矩和剖面模数均满足规范要求,总纵强度合格.
4.结束语
相比列表法而言,本计算可以从图形中更直观地了解中剖面各构件的组成,以及构件间的相互位置关系,且读取的参数均来源于同一图形,不容易出现差错；当坐标原点移动到面积形心（图3中的质心）时,质心在X轴和Y轴的坐标值均为0,若其中之一不为0时,图形可能不对称,或中和轴位置不正确.
本辅助方法不仅适用于计算船体的中横剖面模数和惯性矩,同样适合于组合型材,以及在设计手册中无法查询的异形构件的剖面参数计算,通过反复验证,结果与程序软件基本一致.
参考文献：
[1]中国船级社,钢质内船舶建造规范[S],人民交通出版社,2016.
[2]中国船舶工业总公司,船舶设计实用手册结构分册[M],国防工业出版社,2000.
[3]GB5470-85 金属船体构件理论线,中华人民共和国国家标准[S],1985.
[4]CB/T3990-2007 船舶工程AutoCAD制图规则[S],中华人民共和国船舶行业标准,2007.
横剖面论文参考资料：
结论：船体中横剖面模数和惯性矩CAD辅助计算为关于横剖面方面的论文题目、论文提纲、建筑横剖面论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
