船用抗冲击防护结构的制作方法

本实用新型涉及船舶领域，具体是一种船用抗冲击防护结构。

背景技术：

随着航运市场的不断扩大，海上船舶数量越来越多，船舶开始向大型化、高速化、大吨位化发展，这必然导致船舶时常发生碰撞、搁浅事故，这些事故的多发就要求营运船舶的舷侧和船底具有较强的耐撞能力；而且目前各国海军均在大力发展海上装备力量，作战中势必会受到爆炸冲击作用，因此提高舰船抗爆能力、增加舰船作战能力及生命力是舰船设计的首要任务。因此，不管是民用船舶还是军用舰船，为了保证人员安全、设备安全，防止货物泄露，都必须使用高性能的抗冲击防护结构。

对于船体结构来说，受到冲击作用后难免会发生变形破坏，所谓的防护性能就体现在结构受到强冲击载荷作用下，部分结构发生塑性变形吸收能量，降低重要结构受到的冲击作用。目前在部分船舶上已经使用防护结构，往往采用增加普通结构尺寸，或是采用双层加筋板结构，或是将原始普通船舶结构换为新型吸能结构，从而来提供船舶结构抗冲击性能。对于大型船舶如VLCC、散货船等现在通常选择使用基于加筋板结构的双层底、双层壳新型结构，来提高船舶底部和舷侧的抗冲击能力。这些防护结构往往都是通过将原船体结构进行一定的改进，或是增加一些吸能构件来提高抗冲击性能，这些方法往往造成船体结构重量增加，牺牲船舶经济性。如果需要在控制结构重量的情况下提高结构抗冲击性能，这些方法的优越性表现的就不够明显。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种船用抗冲击防护结构。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的一种船用抗冲击防护结构，包括内层夹层板与外层夹层板，内层夹层板与外层夹层板之间设有夹层桁架，夹层桁架有多个纵桁单元组成，各个纵桁单元包括相互成角度设置的桁架板，多个纵桁单元均布于内层夹板层与外层夹板层之间。

其中，内层夹层板包括内层上蒙皮板与内层下蒙皮板，在内层上蒙皮板与内层下蒙皮板之间设有夹芯层，夹芯层内部具有多个均匀设置的多边形截面的孔洞。

其中，外层夹板层包括外层上蒙皮板与外层下蒙皮板，在外层上蒙皮板与外层下蒙皮板之间设有折叠式夹芯层。

其中，折叠式夹芯层包括多个折叠板，多个折叠板均匀排列，相邻折叠板之间成角度设置。

其中，多个折叠板通过长边依次连接，相邻折叠板构成V型截面的槽。

其中，多个折叠板相互之间不接触且均匀布置。

其中，相邻折叠板之间的夹角为50°～130°。

其中，各个纵桁单元的桁架板相互成角度且交叉设置。

有益效果：本实用新型的一种船用抗冲击防护结构，在结构重量相同的情况下，相对于现有技术降低了结构构件的尺寸，而且大大提高了抗冲击能力，解决了以往采用增加结构尺寸和数量的方法提高结构抗冲击能力的问题，在实现同等抗冲击效果的情况下可以实现结构重量的降低，提高经济价值，可以通过预制实现快速组装，实现施工工艺的简单化，而且在后期船舶修理中也可以通过模块更换的方法实现快速修理。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为四边形蜂窝夹层板结构示意图；

图3为四边形蜂窝夹层板夹芯层示意图；

图4为X型折叠式夹芯桁架结构示意图；

图5为单个X型折叠式夹芯桁架组装示意图；

图6为V型折叠式夹层板结构示意图；

图7为V型折叠式夹层板夹芯层示意图；

图8为本实用新型在某型船舶双层底结构和双舷侧结构中的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1至图7所示，一种船用抗冲击防护结构，包括内层夹层板1与外层夹层板2，内层夹层板与外层夹层板之间设置有折叠式的夹层桁架3，夹层桁架3由有多个纵桁单元10组成，各个纵桁单元10包括相互成角度且交叉设置的桁架板，多个纵桁10单元均布于内层夹层板1与外层夹层板2之间。内层夹层板1包括内层上蒙皮板4与内层下蒙皮板5，在内层上蒙皮板4与内层下蒙皮板5之间设置有夹芯层6，夹芯层6包括多个均匀设置的多边形截面的孔洞，整体构成蜂窝状的夹芯层6。孔洞的截面形状为多边形，在实际应用中，可选但不限于三角形、四边形或六边形。外层夹层板2包括外层上蒙皮板7与外层下蒙皮板8，在外层上蒙皮板7与外层下蒙皮板8之间设置折叠式夹芯层9。折叠式夹芯层9包括多个折叠板，多个折叠板均匀排列，相邻折叠板之间成角度设置，多个折叠板通过长边依次连接，相邻折叠板构成V型截面的槽。作为另一种实施方式，多个折叠板相互之间不接触且均匀布置。相邻折叠板之间的夹角为50°～130°。

本实用新型的内层夹层板1余外层夹层板2的结构可互换使用。

本实用新型基于以下原理实现其高效的防护性能：

1)对于外层夹层板2而言，在碰撞或冲击波等冲击载荷作用下，外层上蒙皮板7发生膜拉伸变形，V型的折叠式夹芯层9易被压溃变形，使得外层夹层板2结构整体容易变形，一方面减少冲击载荷的能量输入，另一方面V型的折叠式夹芯层9具有较高的吸能特性，可以有效的吸收、耗散冲击过程中的能量，对船体内层结构起到良好的缓冲作用，有效降低船体内层结构的损伤。

2)对于内层夹层板1而言，其夹芯层6垂直于内层上蒙皮板4和内层下蒙皮板5布置，横向刚度大，夹芯层结构不容易被压溃，夹芯层结构在冲击作用下发生动态渐进压皱屈曲变形，改善了内夹层板架结构整体的冲击环境，特别是降低了内层夹层板1的内层下蒙皮板5的损伤，相对提高了内层结构的抗冲击能力，有效保护船舱内部的安全，为舱内人员及设备等提供了较好的环境。

3)X型纵桁单元10分布于内、外层夹层板之间，受压发生褶皱，吸能效率高，同时压皱强度较大，在外层夹层板2结构发生大变形情况下，X型纵桁单元10也开始发生压溃变形，开始接替外层夹层板2吸收冲击能量；而且本实用新型双层抗冲击防护结构内、外层夹层板之间的空间比较大，X型折叠式纵桁单元10存在足够的变形空间，最大程度的减小了内层夹层板的损伤；另外X型折叠式纵桁单元位于内、纵桁单元之间，还具有连接内、纵桁单元的重要作用。

本实用新型基于以上的防护原理设计的防护结构与常规的双层船体结构相比，存在很多优点，特别是该结构内、外层结构均采用新型夹层板结构替代以往的加筋板结构，而且中间也采用了X型纵桁单元结构替代以往的桁材结构，在结构重量相同的情况下，降低了结构构件的尺寸，而且大大提高了本实用新型的双层抗冲击防护结构的抗冲击能力，解决了以往采用增加结构尺寸和数量的方法提高结构抗冲击能力的瓶颈(增加结构尺寸和数量导致结构重量的增加)。同理在实现同等抗冲击效果的情况下可以实现结构重量的降低，提高经济价值。对于新型防护结构中的内、外夹层板架结构及夹芯结构均可以通过预制实现快速组装，实现施工工艺的简单化，而且在后期船舶修理中也可以通过模块更换的方法实现快速修理。

本实用新型在设计阶段必须实现以下要求：

1)外层夹层板2在受到碰撞或冲击波作用时，应能够有效的实现将冲击载荷的合理分散，实现冲击载荷分散作用在中间X型折叠式纵桁单元10上，尽量避免出现冲击作用区域集中，导致局部区域破坏；

2)中间X型的纵桁单元10作为内、外层夹层板的主要连接结构，首先应该能够实现内、外层夹层板之间的合理可靠的连接，其次还应该保证新型双层抗冲击防护结构在高度的方向的稳定性，最后更应该能够有效吸收冲击过程中的能量，并能够有效的分散传递外层夹层板传递来的冲击载荷，尽量降低对内层夹层板的冲击作用；

3)内层夹层板1在受到X型折叠式纵桁单元10传递来的冲击作用后，该夹层板的内层上蒙皮板4和夹芯层6结构能够有效吸收冲击能量，降低船舱内部下层内蒙皮板5的冲击环境及损伤变形，保护舱内设备和人员安全。

4)新型双层抗冲击防护结构整体设计应该根据预报的冲击载荷大小合理选择结构尺寸，实现结构的最优化。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。