一种新型舰艇舷侧防雷舱结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型舰艇舷侧防雷舱结构，从舷侧外板向内依次由空舱、液舱、吸能舱连接构成，外层包围一层外底板，所述空舱内设有若干组合式抗冲击结构，每个组合式抗冲击结构依次由两个纵桁右侧半圆管、纵桁横材与两个纵桁左侧半圆管焊接而成，纵桁右侧半圆管、纵桁横材、纵桁左侧半圆管均与空舱舱壁焊接，纵桁右侧半圆管半径、纵桁横材长度、纵桁左侧半圆管半径三者比例为1:18:1，纵桁横材上还设有弹簧，所述的液舱内部装有液体液舱与吸能舱之间以第三层板隔开，吸能舱与舷侧之间通过防御纵壁相连接。本实用新型通过改变舷侧纵桁的结构形式及应用复合材料提供一种吸能效果好、缓冲能力强、易于制造的抗冲击舷侧防雷舱结构。
【专利说明】一种新型舰艇舷侧防雷舱结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型的舷侧舱壁结构形式，具体涉及一种新型舰艇舷侧防雷舱结构形式，特别涉及一种新型舷侧纵桁的设计。
【背景技术】
[0002]现代舰船在服役期间，特别是在海战中会遭受舰艇鱼雷、潜艇鱼雷的攻击，不可避免地会面临鱼雷爆炸所带给舰艇舷侧的巨大冲击，它直接关系到舰船在战争中的战斗力和生命力。当水面舰艇遭受到鱼雷或者水雷的局部接触和近距离非接触爆炸时，舰艇的作战能力和生存能力受到严重威胁。舰艇舷侧会产生较大的塑性形变，同时也会使船体结构出现破口，甚至直接大范围地破坏舰艇船舱内部结构，导致舰艇进水沉没。因此，类似于鱼雷、水雷等典型武器对现代舰艇结构构成了严重威胁。为保证舰船安全并且有效抵御各种战术武器的攻击，保证舰船在受到各类武器攻击条件下所产生的破损和毁伤程度在可控范围之内，提高舰船的生存能力和作战能力，因此对舰艇结构抗冲击性能研究显得尤为重要。
[0003]传统的舷侧结构形式采用普通舷侧纵桁和纵骨组成框架结构，当舰船舷侧遭遇水下爆炸冲击载荷时，由于平板纵桁刚度较大，其吸收冲击能量效果不佳，对舰船舷侧所起缓冲作用较差，所以有必要在舰船舷侧结构形式方面做进一步的研究和改进。与此同时，随着焊接技术的发展，夹层板结构的优越性逐渐得到体现，在航天、航空、飞机、汽车等领域得到广泛应用。其独特的比强度高、比刚度大、重量轻、易于加工、成型好、具有可设计性等优点也逐渐受到船舶领域学者的重视。上世纪90年代以来，夹层板等在舰船中的应用逐渐得到推广。实践证明夹层板结构可以作为一种新式防护结构，提升舰船的生命力。因此，有必要将夹层板结构运用到舰船抗冲击设计中，以提高舰船在水下爆炸载荷作用下的防护性能。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:由于防雷舱室是船舶舷侧结构中的重要结构，提高舰船舷侧的抗冲击能力即可以大大改善整艘舰船的抗冲击性能，本实用新型的目的是为解决传统舷侧防雷舱的不足，通过改变舷侧纵桁的结构形式及应用复合材料提供一种吸能效果好、缓冲能力强、易于制造的抗冲击舷侧防雷舱结构，解决现有技术中舰艇舷侧舱壁结构抗冲击能力弱的问题。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种新型舰艇舷侧防雷舱结构，从舷侧外板向内依次由空舱1、液舱2、吸能舱3连接构成，外层包围一层外底板7，所述空舱I舷侧纵桁由原来的单一平板式纵桁改变为组合式抗冲击结构，每个组合式抗冲击结构依次由两个纵桁右侧半圆管1-1、沿船舷方向延伸的若干纵祐1横材1-3以及两个纵祐1左侧半圆管1-5焊接而成,纵祐1右侧半圆管1-1、纵祐1横材
1-3、纵祐1左侧半圆管1-5均与空舱舱壁4焊接,纵祐1右侧半圆管1-1半径、纵祐1横材1-3长度、纵桁左侧半圆管1-5半径三者比例为1:18:1，纵桁横材1-3上还设有弹簧，所述的液舱2内部装有液体，液舱2与吸能舱3之间以第三层板5隔开，吸能舱3与舷侧之间通过防御纵壁6相连接。
[0007]其中，纵桁横材1-3为组合桁材，由三部分焊接组成:右侧六边形桁材由梯形斜板与矩形竖板拼接而成，左侧六边形桁材由梯形斜板与矩形竖板拼接而成，桁材中间的矩形横板两端与两侧梯形斜板边缘焊接。梯形斜板与矩形竖板外框之间的夹角为175度。矩形横板的板厚20_。纵桁横材1-3右侧与纵桁右侧半圆管1-1的左缘焊接，纵桁横材1-3左侧与纵桁左侧半圆管1-5的右缘焊接；同一侧半圆管上下相隔200mm，半圆管与舷侧舱室等长；纵祐1两侧半圆管(即纵祐1右侧半圆管1-1及纵祐1左侧半圆管1-5)内及纵祐1横材1-3内部均填充聚氨酯材料1-2 ;纵桁横材1-3为对称的组合形状，其上下各设置有一组弹簧1-4 ；空舱舱壁4两侧夹层板之间，纵桁左侧半圆管1-5的端面与空舱舱壁4内侧夹层板焊接，纵桁右侧半圆管1-1的端面与空舱舱壁4外侧夹层板焊接；空舱I舱室内每隔300_设置一道组合式抗冲击结构(组合式抗冲击结构的间距记为标于图1中)。空舱舱壁4均采用聚氨酯夹层板，即SPS结构夹层板。第二层舱室为液舱2，鱼雷爆炸碎片和外板碎片破裂的二次碎片在高速穿入液舱后，速度迅速衰减。第三层板5采用蜂窝型夹层板，增强船舷侧抗冲击能力。第三层舱室为吸能舱3，以再次阻隔冲击波和气泡脉动对内层防御主纵壁的破坏作用。防御纵壁6 (即第四层板)采用波纹板，壁厚35?50mm。
[0008]作为优选，为了有效防止水爆冲击波，所述防雷舱采用了空液空三层舱室结构。
[0009]作为优选，为了给接触爆炸的外板提供变形空间，以迅速衰减水爆冲击波压力。舷侧纵桁由原来的单一平板式纵桁改变为组合式抗冲击结构，组合式抗冲击结构由纵桁主体及填充材料组成。
[0010]作为优选，为了提高舷侧的强度和刚度，所述空舱舱壁(4)采用钢-聚氨酯夹层结构。
[0011]作为优选，为了减小夹层板围壁相交构件变形、应力，所述防雷舱采用夹层板舱室结构，所述夹层板舱室结构强度性能优于传统舱室。
[0012]作为优选，为了提高结构的吸能，所述第三层板采用蜂窝型夹层板，所述蜂窝夹芯层的抗冲击性能良好，能够对冲击波起到良好的缓冲作用。
[0013]作为优选，为了达到最好的防御效果，所述防御纵壁6采用波纹板，所述波纹板在水爆环境下，吸能能力高于其它类型板材。
[0014]所述同一侧半圆管上下相隔200mm,舱室内每隔300mm设置一道组合式抗冲击结构。
[0015]所述的舷侧防雷舱纵深4m，波纹板壁厚为35?50mm。此厚度可根据缓冲性能要求进行设计。
[0016]本实用新型的一种舰艇舷侧防雷舱结构形式采用最新抗冲击理念，以及采用聚氨酯夹层板、蜂窝型夹层板、波纹板及填充层与嵌入弹性体的结构，具有以下有益效果:
[0017]1、本实用新型舷侧防雷舱结构形式强、刚度大，抗冲击效果好。
[0018]2、当船底遭遇冲击载荷时，纵桁两侧的半圆管发生变形而大大增加吸能效果，当半圆管产生一定变形时，填充在其内部的聚氨酯材料及弹簧将发挥缓冲作用，进一步吸收剩余能量；
[0019]3、密实填充的弹性橡胶使纵桁与外板有更大的接触面积，有利于使纵桁上的载荷均匀的传递到外板上，减少应力集中带来的破坏，吸能效率高，防御效果好；[0020]4、采用聚氨酯夹层板、蜂窝型夹层板和波纹板的组合，大大提高了舷侧的抗冲击效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0022]图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；
[0023]图2为图1的A-A剖视图；
[0024]图3为图1的B-B剖视图；
[0025]图中:I空舱，2液舱，3吸能舱，4空舱舱壁，5第三层板，6防御纵壁，7外底板，1-1纵祐1右侧半圆管，1-3组合式抗冲击结构，1-4弹簧,纵祐1左侧半圆管1-5。
【具体实施方式】
[0026]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0027]如图1?3所示的本实用新型的最佳实施例，该实施例的舰艇防雷舱结构，包括空舱1、液舱2和吸能舱3三层舱室，其中空舱I的舱壁材料为聚氨酯夹层板，且舱室内部有填充层，填充层中间隔地嵌入有平行设置的弹性体，根据实际舰船尺度的大小用钢板弯制相应尺寸半径的半圆管，需保证纵桁右侧半圆管1-1半径、纵桁横材1-3长度、纵桁左侧半圆管1-5半径三者比例为1:18:1 ;纵桁右侧半圆管1-1及纵桁左侧半圆管1-5与舷侧舱室等长；同一侧半圆管上下相隔200mm，舱室内每隔300mm设置一道组合式抗冲击结构；然后将纵祐1右侧半圆管1-1及纵祐1左侧半圆管1-5内及纵祐1横材1-3内部用聚氨酯填充材料密实填充，并保证填充材料和钢板紧密连接不脱落；将上下侧弹簧1-4与对称组合式抗冲击结构的两棱角端焊接；将纵桁横材1-3的右侧六边形桁材与中间矩形横板的左缘焊接，左侧六边形桁材与中间矩形横板的右缘焊接；将斜板与竖板之间的角度设置为175度；将纵桁横材1-3右侧与充满填充材料的纵桁右侧半圆管1-1的左缘焊接，纵桁横材1-3左侧与充满填充材料的纵桁左侧半圆管1-5的右缘焊接，形成一道组合式舷侧纵桁空舱；将每个组合式抗冲击结构中两个纵桁右侧半圆管1-1的两条端面与空舱舱壁4外侧夹层板焊接，两个纵桁左侧半圆管1-5的两条端面与空舱舱壁4内侧夹层板焊接。液舱2靠里侧的一层舱壁材料为蜂窝型夹层板，吸能舱为空舱，其里侧采用波纹板。后续过程即可按照舰船舷侧分段建造方法依次进行，最终形成完整的舰船舷侧构造。设计时，第三层板5的厚度为35?50mm，波纹板的厚度为35?50mm。上述厚度可根据缓冲性能要求进行设计。
[0028]在一般情况下，该新型舰艇防雷舱结构形式受到鱼雷攻击时，舷外空舱的组合式抗冲击结构首先起抑制第一波冲击波的作用。当水爆的爆炸冲击波穿过空舱到达液舱时，液舱内的水对爆炸冲击波和碎片有较强的吸收作用，加之夹层板的创造性的组合利用能使舰船主体舱壁不进水，以达到提高舰船生命力和战斗力的要求。
[0029]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种新型舰艇舷侧防雷舱结构，其特征在于:从舷侧外板向内依次由空舱(I)、液舱(2)、吸能舱(3)连接构成，外层包围一层外底板(7)，所述空舱(I)内设有若干组合式抗冲击结构，每个组合式抗冲击结构依次由两个纵桁右侧半圆管(1-1)、沿船舷方向延伸排布的若干纵桁横材(1-3)以及两个纵桁左侧半圆管(1-5)焊接而成，纵桁右侧半圆管(1-1)、纵祐1横材(1-3)、纵祐1左侧半圆管(1-5)均与空舱舱壁(4)焊接,纵祐1右侧半圆管(1-1)半径、纵桁横材(1-3 )长度、纵桁左侧半圆管(1-5 )半径三者比例为1: 18:1，纵桁横材(1-3 )上还设有弹簧，所述的液舱(2)内部装有液体，液舱(2)与吸能舱(3)之间以第三层板(5)隔开，吸能舱(3)与舷侧之间通过防御纵壁(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型舰艇舷侧防雷舱结构，其特征在于:所述的纵桁横材(1-3)为形状对称的组合桁材，由三部分焊接组成:两侧六边形桁材由梯形斜板与矩形竖板拼接而成，纵桁横材(1-3)中间的矩形横板两端与两侧矩形竖板边缘焊接，其上下各设有一组弹簧(1-4)，弹簧(1-4)两端固定于两侧六边形桁材上，所述纵桁右侧半圆管(1-1)及纵桁左侧半圆管(1-5)与舷侧舱室等长。
3.根据权利要求2所述的一种新型舰艇舷侧防雷舱结构，其特征在于:所述的矩形横板板厚20mm,每两个右侧半圆管(1-1)之间间隔c为200mm,每两个左侧半圆管(1_5)之间的间隔c同样为200mm,空舱(I)内每隔300mm设置一道组合式抗冲击结构；每个右侧半圆管(1-1)及左侧半圆管(1-5)均与舷侧舱室等长；右侧半圆管(1-1)、左侧半圆管(1-5)及纵桁横材(1-3)内部均填充聚氨酯材料。
4.根据权利要求2所述的一种新型舰艇舷侧防雷舱结构，其特征在于:所述的梯形斜板与矩形竖板外框之间的夹角α为175°。
5.根据权利要求1所述的一种新型舰艇舷侧防雷舱结构，其特征在于:所述的空舱舱壁(4)采用聚氨酯夹层板，即SPS夹层板或采用钢一聚氨酯夹层结构。
6.根据权利要求1所述的一种新型舰艇舷侧防雷舱结构，其特征在于:所述的第三层板(5)采用蜂窝型夹层板，厚度为35?50mm。
7.根据权利要求1所述的一种新型舰艇舷侧防雷舱结构，其特征在于:所述的防御纵壁(6)采用波纹板，壁厚为35?50mm。
【文档编号】B63B3/56GK203714134SQ201420035873
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】沈中祥, 诸秀伟, 刘寅东, 尹群, 王珂, 张充霖, 贾芹 申请人:江苏海事职业技术学院, 沈中祥