一種新型艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)，從舷側(cè)外板向內(nèi)依次由空艙、液艙、吸能艙連接構(gòu)成，外層包圍一層外底板，所述空艙內(nèi)設(shè)有若干組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)，每個組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)依次由兩個縱桁右側(cè)半圓管、縱桁橫材與兩個縱桁左側(cè)半圓管焊接而成，縱桁右側(cè)半圓管、縱桁橫材、縱桁左側(cè)半圓管均與空艙艙壁焊接，縱桁右側(cè)半圓管半徑、縱桁橫材長度、縱桁左側(cè)半圓管半徑三者比例為1:18:1，縱桁橫材上還設(shè)有彈簧，所述的液艙內(nèi)部裝有液體液艙與吸能艙之間以第三層板隔開，吸能艙與舷側(cè)之間通過防御縱壁相連接。本實用新型通過改變舷側(cè)縱桁的結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用復合材料提供一種吸能效果好、緩沖能力強、易于制造的抗沖擊舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)。
【專利說明】一種新型艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種新型的舷側(cè)艙壁結(jié)構(gòu)形式，具體涉及一種新型艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)形式，特別涉及一種新型舷側(cè)縱桁的設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代艦船在服役期間，特別是在海戰(zhàn)中會遭受艦艇魚雷、潛艇魚雷的攻擊，不可避免地會面臨魚雷爆炸所帶給艦艇舷側(cè)的巨大沖擊，它直接關(guān)系到艦船在戰(zhàn)爭中的戰(zhàn)斗力和生命力。當水面艦艇遭受到魚雷或者水雷的局部接觸和近距離非接觸爆炸時，艦艇的作戰(zhàn)能力和生存能力受到嚴重威脅。艦艇舷側(cè)會產(chǎn)生較大的塑性形變，同時也會使船體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破口，甚至直接大范圍地破壞艦艇船艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導致艦艇進水沉沒。因此，類似于魚雷、水雷等典型武器對現(xiàn)代艦艇結(jié)構(gòu)構(gòu)成了嚴重威脅。為保證艦船安全并且有效抵御各種戰(zhàn)術(shù)武器的攻擊，保證艦船在受到各類武器攻擊條件下所產(chǎn)生的破損和毀傷程度在可控范圍之內(nèi)，提高艦船的生存能力和作戰(zhàn)能力，因此對艦艇結(jié)構(gòu)抗沖擊性能研究顯得尤為重要。
[0003]傳統(tǒng)的舷側(cè)結(jié)構(gòu)形式采用普通舷側(cè)縱桁和縱骨組成框架結(jié)構(gòu)，當艦船舷側(cè)遭遇水下爆炸沖擊載荷時，由于平板縱桁剛度較大，其吸收沖擊能量效果不佳，對艦船舷側(cè)所起緩沖作用較差，所以有必要在艦船舷側(cè)結(jié)構(gòu)形式方面做進一步的研究和改進。與此同時，隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，夾層板結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性逐漸得到體現(xiàn)，在航天、航空、飛機、汽車等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其獨特的比強度高、比剛度大、重量輕、易于加工、成型好、具有可設(shè)計性等優(yōu)點也逐漸受到船舶領(lǐng)域?qū)W者的重視。上世紀90年代以來，夾層板等在艦船中的應(yīng)用逐漸得到推廣。實踐證明夾層板結(jié)構(gòu)可以作為一種新式防護結(jié)構(gòu)，提升艦船的生命力。因此，有必要將夾層板結(jié)構(gòu)運用到艦船抗沖擊設(shè)計中，以提高艦船在水下爆炸載荷作用下的防護性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:由于防雷艙室是船舶舷側(cè)結(jié)構(gòu)中的重要結(jié)構(gòu)，提高艦船舷側(cè)的抗沖擊能力即可以大大改善整艘艦船的抗沖擊性能，本實用新型的目的是為解決傳統(tǒng)舷側(cè)防雷艙的不足，通過改變舷側(cè)縱桁的結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用復合材料提供一種吸能效果好、緩沖能力強、易于制造的抗沖擊舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有技術(shù)中艦艇舷側(cè)艙壁結(jié)構(gòu)抗沖擊能力弱的問題。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種新型艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)，從舷側(cè)外板向內(nèi)依次由空艙1、液艙2、吸能艙3連接構(gòu)成，外層包圍一層外底板7，所述空艙I舷側(cè)縱桁由原來的單一平板式縱桁改變?yōu)榻M合式抗沖擊結(jié)構(gòu)，每個組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)依次由兩個縱桁右側(cè)半圓管1-1、沿船舷方向延伸的若干縱祐1橫材1-3以及兩個縱祐1左側(cè)半圓管1-5焊接而成,縱祐1右側(cè)半圓管1-1、縱祐1橫材
1-3、縱祐1左側(cè)半圓管1-5均與空艙艙壁4焊接,縱祐1右側(cè)半圓管1-1半徑、縱祐1橫材1-3長度、縱桁左側(cè)半圓管1-5半徑三者比例為1:18:1，縱桁橫材1-3上還設(shè)有彈簧，所述的液艙2內(nèi)部裝有液體，液艙2與吸能艙3之間以第三層板5隔開，吸能艙3與舷側(cè)之間通過防御縱壁6相連接。
[0007]其中，縱桁橫材1-3為組合桁材，由三部分焊接組成:右側(cè)六邊形桁材由梯形斜板與矩形豎板拼接而成，左側(cè)六邊形桁材由梯形斜板與矩形豎板拼接而成，桁材中間的矩形橫板兩端與兩側(cè)梯形斜板邊緣焊接。梯形斜板與矩形豎板外框之間的夾角為175度。矩形橫板的板厚20_?？v桁橫材1-3右側(cè)與縱桁右側(cè)半圓管1-1的左緣焊接，縱桁橫材1-3左側(cè)與縱桁左側(cè)半圓管1-5的右緣焊接；同一側(cè)半圓管上下相隔200mm，半圓管與舷側(cè)艙室等長；縱祐1兩側(cè)半圓管(即縱祐1右側(cè)半圓管1-1及縱祐1左側(cè)半圓管1-5)內(nèi)及縱祐1橫材1-3內(nèi)部均填充聚氨酯材料1-2 ;縱桁橫材1-3為對稱的組合形狀，其上下各設(shè)置有一組彈簧1-4 ；空艙艙壁4兩側(cè)夾層板之間，縱桁左側(cè)半圓管1-5的端面與空艙艙壁4內(nèi)側(cè)夾層板焊接，縱桁右側(cè)半圓管1-1的端面與空艙艙壁4外側(cè)夾層板焊接；空艙I艙室內(nèi)每隔300_設(shè)置一道組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)(組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)的間距記為標于圖1中)。空艙艙壁4均采用聚氨酯夾層板，即SPS結(jié)構(gòu)夾層板。第二層艙室為液艙2，魚雷爆炸碎片和外板碎片破裂的二次碎片在高速穿入液艙后，速度迅速衰減。第三層板5采用蜂窩型夾層板，增強船舷側(cè)抗沖擊能力。第三層艙室為吸能艙3，以再次阻隔沖擊波和氣泡脈動對內(nèi)層防御主縱壁的破壞作用。防御縱壁6 (即第四層板)采用波紋板，壁厚35?50mm。
[0008]作為優(yōu)選，為了有效防止水爆沖擊波，所述防雷艙采用了空液空三層艙室結(jié)構(gòu)。
[0009]作為優(yōu)選，為了給接觸爆炸的外板提供變形空間，以迅速衰減水爆沖擊波壓力。舷側(cè)縱桁由原來的單一平板式縱桁改變?yōu)榻M合式抗沖擊結(jié)構(gòu)，組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)由縱桁主體及填充材料組成。
[0010]作為優(yōu)選，為了提高舷側(cè)的強度和剛度，所述空艙艙壁(4)采用鋼-聚氨酯夾層結(jié)構(gòu)。
[0011]作為優(yōu)選，為了減小夾層板圍壁相交構(gòu)件變形、應(yīng)力，所述防雷艙采用夾層板艙室結(jié)構(gòu)，所述夾層板艙室結(jié)構(gòu)強度性能優(yōu)于傳統(tǒng)艙室。
[0012]作為優(yōu)選，為了提高結(jié)構(gòu)的吸能，所述第三層板采用蜂窩型夾層板，所述蜂窩夾芯層的抗沖擊性能良好，能夠?qū)_擊波起到良好的緩沖作用。
[0013]作為優(yōu)選，為了達到最好的防御效果，所述防御縱壁6采用波紋板，所述波紋板在水爆環(huán)境下，吸能能力高于其它類型板材。
[0014]所述同一側(cè)半圓管上下相隔200mm,艙室內(nèi)每隔300mm設(shè)置一道組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)。
[0015]所述的舷側(cè)防雷艙縱深4m，波紋板壁厚為35?50mm。此厚度可根據(jù)緩沖性能要求進行設(shè)計。
[0016]本實用新型的一種艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)形式采用最新抗沖擊理念，以及采用聚氨酯夾層板、蜂窩型夾層板、波紋板及填充層與嵌入彈性體的結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果:
[0017]1、本實用新型舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)形式強、剛度大，抗沖擊效果好。
[0018]2、當船底遭遇沖擊載荷時，縱桁兩側(cè)的半圓管發(fā)生變形而大大增加吸能效果，當半圓管產(chǎn)生一定變形時，填充在其內(nèi)部的聚氨酯材料及彈簧將發(fā)揮緩沖作用，進一步吸收剩余能量；
[0019]3、密實填充的彈性橡膠使縱桁與外板有更大的接觸面積，有利于使縱桁上的載荷均勻的傳遞到外板上，減少應(yīng)力集中帶來的破壞，吸能效率高，防御效果好；[0020]4、采用聚氨酯夾層板、蜂窩型夾層板和波紋板的組合，大大提高了舷側(cè)的抗沖擊效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0022]圖1為本實用新型實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0024]圖3為圖1的B-B剖視圖；
[0025]圖中:I空艙，2液艙，3吸能艙，4空艙艙壁，5第三層板，6防御縱壁，7外底板，1-1縱祐1右側(cè)半圓管，1-3組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)，1-4彈簧,縱祐1左側(cè)半圓管1-5。
【具體實施方式】
[0026]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0027]如圖1?3所示的本實用新型的最佳實施例，該實施例的艦艇防雷艙結(jié)構(gòu)，包括空艙1、液艙2和吸能艙3三層艙室，其中空艙I的艙壁材料為聚氨酯夾層板，且艙室內(nèi)部有填充層，填充層中間隔地嵌入有平行設(shè)置的彈性體，根據(jù)實際艦船尺度的大小用鋼板彎制相應(yīng)尺寸半徑的半圓管，需保證縱桁右側(cè)半圓管1-1半徑、縱桁橫材1-3長度、縱桁左側(cè)半圓管1-5半徑三者比例為1:18:1 ;縱桁右側(cè)半圓管1-1及縱桁左側(cè)半圓管1-5與舷側(cè)艙室等長；同一側(cè)半圓管上下相隔200mm，艙室內(nèi)每隔300mm設(shè)置一道組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)；然后將縱祐1右側(cè)半圓管1-1及縱祐1左側(cè)半圓管1-5內(nèi)及縱祐1橫材1-3內(nèi)部用聚氨酯填充材料密實填充，并保證填充材料和鋼板緊密連接不脫落；將上下側(cè)彈簧1-4與對稱組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)的兩棱角端焊接；將縱桁橫材1-3的右側(cè)六邊形桁材與中間矩形橫板的左緣焊接，左側(cè)六邊形桁材與中間矩形橫板的右緣焊接；將斜板與豎板之間的角度設(shè)置為175度；將縱桁橫材1-3右側(cè)與充滿填充材料的縱桁右側(cè)半圓管1-1的左緣焊接，縱桁橫材1-3左側(cè)與充滿填充材料的縱桁左側(cè)半圓管1-5的右緣焊接，形成一道組合式舷側(cè)縱桁空艙；將每個組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)中兩個縱桁右側(cè)半圓管1-1的兩條端面與空艙艙壁4外側(cè)夾層板焊接，兩個縱桁左側(cè)半圓管1-5的兩條端面與空艙艙壁4內(nèi)側(cè)夾層板焊接。液艙2靠里側(cè)的一層艙壁材料為蜂窩型夾層板，吸能艙為空艙，其里側(cè)采用波紋板。后續(xù)過程即可按照艦船舷側(cè)分段建造方法依次進行，最終形成完整的艦船舷側(cè)構(gòu)造。設(shè)計時，第三層板5的厚度為35?50mm，波紋板的厚度為35?50mm。上述厚度可根據(jù)緩沖性能要求進行設(shè)計。
[0028]在一般情況下，該新型艦艇防雷艙結(jié)構(gòu)形式受到魚雷攻擊時，舷外空艙的組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)首先起抑制第一波沖擊波的作用。當水爆的爆炸沖擊波穿過空艙到達液艙時，液艙內(nèi)的水對爆炸沖擊波和碎片有較強的吸收作用，加之夾層板的創(chuàng)造性的組合利用能使艦船主體艙壁不進水，以達到提高艦船生命力和戰(zhàn)斗力的要求。
[0029]以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)，其特征在于:從舷側(cè)外板向內(nèi)依次由空艙(I)、液艙(2)、吸能艙(3)連接構(gòu)成，外層包圍一層外底板(7)，所述空艙(I)內(nèi)設(shè)有若干組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)，每個組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)依次由兩個縱桁右側(cè)半圓管(1-1)、沿船舷方向延伸排布的若干縱桁橫材(1-3)以及兩個縱桁左側(cè)半圓管(1-5)焊接而成，縱桁右側(cè)半圓管(1-1)、縱祐1橫材(1-3)、縱祐1左側(cè)半圓管(1-5)均與空艙艙壁(4)焊接,縱祐1右側(cè)半圓管(1-1)半徑、縱桁橫材(1-3 )長度、縱桁左側(cè)半圓管(1-5 )半徑三者比例為1: 18:1，縱桁橫材(1-3 )上還設(shè)有彈簧，所述的液艙(2)內(nèi)部裝有液體，液艙(2)與吸能艙(3)之間以第三層板(5)隔開，吸能艙(3)與舷側(cè)之間通過防御縱壁(6)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的縱桁橫材(1-3)為形狀對稱的組合桁材，由三部分焊接組成:兩側(cè)六邊形桁材由梯形斜板與矩形豎板拼接而成，縱桁橫材(1-3)中間的矩形橫板兩端與兩側(cè)矩形豎板邊緣焊接，其上下各設(shè)有一組彈簧(1-4)，彈簧(1-4)兩端固定于兩側(cè)六邊形桁材上，所述縱桁右側(cè)半圓管(1-1)及縱桁左側(cè)半圓管(1-5)與舷側(cè)艙室等長。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的矩形橫板板厚20mm,每兩個右側(cè)半圓管(1-1)之間間隔c為200mm,每兩個左側(cè)半圓管(1_5)之間的間隔c同樣為200mm,空艙(I)內(nèi)每隔300mm設(shè)置一道組合式抗沖擊結(jié)構(gòu)；每個右側(cè)半圓管(1-1)及左側(cè)半圓管(1-5)均與舷側(cè)艙室等長；右側(cè)半圓管(1-1)、左側(cè)半圓管(1-5)及縱桁橫材(1-3)內(nèi)部均填充聚氨酯材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的梯形斜板與矩形豎板外框之間的夾角α為175°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的空艙艙壁(4)采用聚氨酯夾層板，即SPS夾層板或采用鋼一聚氨酯夾層結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的第三層板(5)采用蜂窩型夾層板，厚度為35?50mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型艦艇舷側(cè)防雷艙結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的防御縱壁(6)采用波紋板，壁厚為35?50mm。
【文檔編號】B63B3/56GK203714134SQ201420035873
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】沈中祥, 諸秀偉, 劉寅東, 尹群, 王珂, 張充霖, 賈芹 申請人:江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院, 沈中祥