一种新型防疲劳肘板的制作方法

本实用新型涉及船舶结构领域，尤其涉及到一种新型防疲劳肘板。

背景技术：

近年来，由于疲劳的原因造成船体损坏的问题越来越多，严重的甚至会导致船舶的沉没，造成人员的伤亡及财产的损失；船体的疲劳是一个累积的损伤过程，疲劳损坏一般分为3个阶段，裂纹开始产生，裂纹的发展，船体构件的断裂。船体的疲劳问题产生的原因是由于周期性的往复力作用导致船体材料的塑形变形，经过一段时间的积累，由量变引发质变，最后产生裂缝，造成船体的损失。

影响疲劳寿命的因素较多，主要原因有以下几点：(1)构件所受到的运载荷与静载荷的比值；比值越高，构件就越容易发生疲劳损坏。(2)载荷的频率；构件所受到的载荷频率越高，疲劳寿命就越短。(3)焊接；不良的焊接几何形状及焊接质量都会影响船舶的疲劳寿命。(4)节点形式；节点形式不当，易引起疲劳损坏。(5)环境；如温度的变化会引起疲劳损坏。上述所提到的种种原因，都是因为它们引起节点连接处应力集中，从而缩短了船舶的疲劳寿命。船舶上容易出现应力集中的地方是焊缝的根部和趾端，肘板的端部，切口的根部，开口的地方，构件尺寸突变的地方，振动频率与机器的运转频率相近的地方。因此，在设计和生产过程中应尽可能避免应力集中，提高疲劳寿命。

对船体结构而言，由于船舶在横摇状态下风浪等载荷的非对称性将在船体下部产生较大的横向力，而船体上部由于货物的重力以及受横摇或垂荡等加速度的影响引起货物的惯性力作用也产生较大的横向力，这两部分横向力虽然方向相反，但可形成一叠加的横向弯矩，引起船体上下部发生剪切作用，进而导致船体横向框架发生斜菱或歪斜变形。汽车运输船为保证车辆在货舱内的通行便利，往往在货舱区域不设置或较少设置横舱壁，船体的Racking将完全由横向强框架来承担。为减小车辆甲板纵桁和强横梁的跨距，货舱区内往往设置单排或双排支柱。

在支柱与车辆甲板相交区域为高应力区域，在支柱底端增加横向或纵向肘板满足此区域疲劳强度，防止疲劳裂纹产生。为使加强肘板自身趾端和自由边的疲劳强度满足要求，此类支柱底端肘板需做成软趾形式，即在甲板上需延伸较大距离，一般大于200mm。而在船舶运营中，为了车辆通行的便利，同时为了尽可能增大车道面积以获取最大经济效益，要求支柱区域尽可能不增加肘板，极限情况下对肘板延伸长度做出限制：船宽方向不得超过100mm；船长方向不得超过150mm。

肘板疲劳分为肘板趾端疲劳，自由边疲劳和肘板根部疲劳。在支柱底端增加疲劳肘板后，热点由支柱与甲板相连接处转移至肘板的自由边和趾端。肘板的形状需仔细设计以同时满足肘板自由边、趾端及根部的疲劳强度。

因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型所提出的新型防支柱疲劳火箭型肘板可解决支柱端部疲劳问题，不影响车辆通行，不占用车道面积，提高了船舶的经济效益。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型防疲劳肘板，所述肘板包括一长方形本体，其底部具有一向外凸出的趾端，所述趾端的上表面通过内凹的圆角与本体连接。

优选的，肘板顶部还包括一拼合板，其外表面为自拼合处起逐渐向内表面靠近的凹弧面。

优选的，所述趾端高15mm，所述圆角为R20圆角。

优选的，所述拼合板高度为150mm。

本实用新型的优点在于：

1、肘板下端为长方形本体，其下端宽，板厚大，可作为支柱附加的面板，增大支柱横向弯曲时的剖面模数，提高抗弯能力，减小端部应力。

2、肘板下端大，新型肘板根部的疲劳强度较常规肘板大。

3、肘板上端的拼合板板厚小，配合大圆弧过渡，使得肘板应力平滑过渡，减小肘板趾端应力大小，肘板自由边和趾端疲劳强度均能得到有效保障。

4、采用纵向火箭型肘板，纵向延伸长度为150mm，不需要额外增加横向肘板，保证了车辆通行的顺畅，不占用车道面积，有效提高经济效益。

附图说明

图1是本实用新型提出的一种新型防疲劳肘板的结构示意图。

图2是本实用新型提出的一种新型防疲劳肘板在支柱船长方向采用四块新型防疲劳肘板的结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1、本体 2、趾端 3、拼合板

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型提出的一种新型防疲劳肘板，所述肘板包括一长方形本体，其底部具有一向外凸出的趾端，所述趾端的上表面通过内凹的圆角与本体连接。

优选的，肘板顶部还包括一拼合板，其外表面为自拼合处起逐渐向内表面靠近的凹弧面。

优选的，所述趾端高15mm，所述圆角为R20圆角。

优选的，所述拼合板高度为150mm。

肘板下端为长方形本体，其下端宽，板厚大，可作为支柱附加的面板，增大支柱横向弯曲时的剖面模数，提高抗弯能力，减小端部应力。

肘板下端大，新型肘板根部的疲劳强度较常规肘板大。

肘板上端的拼合板板厚小，配合大圆弧过渡，使得肘板应力平滑过渡，减小肘板趾端应力大小，肘板自由边和趾端疲劳强度均能得到有效保障。

采用纵向火箭型肘板，纵向延伸长度为150mm，不需要额外增加横向肘板，保证了车辆通行的顺畅，不占用车道面积，有效提高经济效益。

新型防支柱疲劳肘板采用不同板厚，肘板下端厚，上端薄，下趾端R20的圆弧，上端配合大圆弧，使肘板柔顺过渡，可满足两个肘板趾端、自由边及肘板根部的疲劳强度。当支柱疲劳强度难以满足要求时，在支柱船长方向采用四块新型防疲劳肘板，可在不额外增加横向肘板的情况下满足支柱的疲劳强度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。