横剖面(transverse section),是相对于纵剖面而言的,垂直于物体走向而切割后所得到的剖面形态。一般而言,对于细长的物体或三维形状,沿着较短的方向(或垂直较长的方向)进行切割得到的剖面就是横剖面。在船舶工程中,横剖面中常用的剖面为中横剖面。
定义
以河流为例,水文学中常说的断面剖面就是指的横剖面,因此河流的横剖面是指垂直水流方向切割河流所得到的剖面。如右图1所示,甲乙丙三个断面即为水文学中河流的横剖面。
在船舶工程中,横剖面是指:
1、以平行于中站面的平面剖切裸船体或船体所形成的剖面。
2、以测量厚度为目的包括所有纵向构件如甲板板、甲板纵骨和纵桁,舷侧和舱底、内底和纵舱壁。在横向结构的船舶中,横剖面包括相邻近的结构和横剖面的结构末端接头。也被称做腰带面(Girthbelt)。
中横剖面图
中横剖面图主要由主尺度栏和肋位剖面图两部分组成。
(1)主尺度栏
主尺度栏是全船性图样应包含的一项内容,用以标注船体主尺度和相应数据,应注写在图样的上方。中横剖面图的主尺度有:总长、设计水线长、垂线间长、型宽、型深、设计吃水、最大吃水、梁拱和肋骨间距等数值。
(2)肋位剖面图
肋位剖面图是中横剖面图的主要组成部分,它表达了船体横向构件的结构形式、大小,表达了船体纵向构件的布置、剖面形状,同时又表达了各构件之间的相互连接形式。剖面位置通常选在船体中部范围内结构典型的肋位,如客船取行李舱和机舱处,货船取货舱和机舱处,拖船取船员舱和机舱处。小型船通常选2~3个,大型船则根据具体情况多选几个肋位剖面图。图2是150t冷藏船剖切位置示意图。
同一舱室中有时可能有两种以上横剖面结构,如果两横剖面只有局部结构不同,其他大部分都相同或相似,则只选其一画出整个剖面图,另一个横剖面结构采用局部结构表示法来表达不同的部分。中横剖面图中局部结构表示形式有两种:
①重叠画法。在全肋位剖面图中,将相邻的另一肋位剖面中不同的局部结构重叠地画在相应的位置上。其中:构件的可见轮廓用细双点划线表示;构件的不可见轮廓用细虚线表达。这种表达形式通常用于舷侧和甲板处不同结构的表达。
②局部结构图。单独绘制局部结构图来表示局部变化的结构,布置在全肋位剖面图相应的结构附近。这种表达形式主要用于底部不同结构的表达。
由于船体结构通常对称于中线面,所以肋位剖面图的图形一般只画出略多于一半的图形。
船体制图中规定船体的布置方向为船尾在左,船首在右,因此各肋位剖面图在图面上的布置形式应按照肋位编号顺序从左至右依次布置,即靠近船尾的剖面图布置在图纸的左面,靠近船首的剖面图布置在图纸的右面。
肋位剖面图中有两类尺寸标注:
①定位尺寸。以《金属船体构件理论线》为依据来度量构件的相对位置,部分构件也可用文字说明设置情况;定位的基准线通常是船体中线和基线。
②定形尺寸。根据板与型材的尺寸标注方法来具体标注各构件的外形尺寸。
中横图表达
①各横向构件以及支柱的大小、结构形式和相互连接的方式。
②各纵向构件的剖面尺寸、结构形式及其沿横向布置睛况。
③外板、内底板和甲板板的横向排列布置情况及其板厚。
④主机基座的结构形式、大小、数量以及尾轴中心线距基线的高度。
⑤上层建筑纵围壁的位置、板厚及扶强材的大小和结构形式。
⑥舱口的宽度以及舱口围板的大小和结构形式。
⑦双层底、船舱和各甲板间舱的高度以及甲板的梁拱值。
图线及含义
中横剖面图中常用的图线及其表达含义如下:
(1)细实线
肋骨、横梁、肘板、开孑L的可见轮廓线、基线等。
(2)粗实线
船体外板、内底板、甲板板、上层建筑围壁等板材、纵桁、纵骨等纵向构件的剖面。
(3)细虚线
构件的不可见轮廓线。
(4)粗虚线
不可见板材和骨架的投影线。
(5)细点划线
船体中线、轴线等。
(6)细双点划线
系数
表示:
系数特点
相关系数关系
),棱形系数大者剩余阻力常反小。其解释为在低速和中速时,兴波作用主要在船的两端,愈尖锐者兴波阻力愈小。设计时对棱形系数的选择应随速度的增加而减小,以免处于阻力增加过快之处,见图3(f)。在高速度时,整个船体都有兴波作用,所以船中央部分不宜过大,棱形系数反需略增。
增加时,排水量维持不变,而在排水量长度系数增加时,排水量也随之增加,所以因曲线两端坡度增加致增加的兴波阻力对单位排水量阻力而言的影响自当大为减弱。在高速度时,因全船都有兴波作用,排水量长度系数较为重要。
增大时的长而瘦削的船形。图5为桑地给出的棱形系数和排水量长度系数的设计范围。
较最佳值常反低。
应越小。下列亚历山大公式为最常用的公式之一:
对于服务速度
叫临界速长比。
对阻力的影响。。
,图7为其所试验的船模中两种极端中横截面形状。
的关系。