一种用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构的制作方法

本实用新型涉及声呐的技术领域，尤其涉及一种船体声呐基座结构。

背景技术：

现代远洋调查船对水下海洋环境调查任务之一就是需要对海底地貌进行探测，一般此任务由深水多波束声呐系统来完成。深水多波束声呐系统可满足40m～12000m全海深海底地形地貌探测的需求，能够覆盖全球90％以上海域，可完成全海洋的高精度海洋水深数据和海底地形地貌探测任务。

多波束声纳设备包括换能器信号接收阵列和信号发射阵列，长度均达数米，接收阵列横向安装，发射阵列纵向安装，两者相互之间呈90°垂直布置，成T字型分布或者L型分布，声呐阵列在工作时需要与海水接触。多波束声呐系统一般安装在船底平坦部分，安装方式有外挂式和内嵌式两种，外挂式对船体结构影响较小但对船体阻力造成不利影响，因此对于有航速要求的船来说往往选择内嵌式声呐安装方式。

内嵌式安装为了安装容纳声纳设备和换能器正常工作，对船体结构须作出两点改变：

在船体外底板上沿船宽方向和船长方向开设长5m，宽1m的长方形孔，两孔之间呈T字型或者L型垂直布置，且两孔间距不能大于1m；

开孔区域的双层底纵向桁材与横向肋板的形状要做出相应修改，局部间断并在船底形成一个封闭的内凹结构。

由于声呐要求安装在船体平底部分且有一定面积要求，因此开口区域往往位于船中0.4L区域内，此区域内船体梁承受的总纵弯矩较大，且船底结构位于船体等值梁下翼板处，产生的总纵弯曲应力也较大，在此外力情况下外底板上沿纵横向的长方形大开孔及底部连续纵向构件在开孔区域的截面突变，均会产生严重的应力集中现象，尤其横向大开孔造成的纵向间断更大，如不采取优化结构型式降低应力集中，则对船体结构安全造成较大隐患。

技术实现要素：

针对上述产生的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹圆角倒Π型基座结构。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构，其中，船底外板上开设有作为声呐换能器发射工作面的开孔，所述开孔处设有倒置的内凹的槽体，所述槽体于位于所述槽体两端的纵向封板共同构成用于容纳声呐的水密封闭空间，所述槽体的槽壁与槽底面之间形成有圆角。

上述的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构，其中，所述圆角的切点处设有用于支撑所述槽体和声呐基座的垂向隔板，所述垂向隔板竖直设置，所述垂向隔板与所述槽底面形成“Ц”字型的支撑结构。

上述的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构，其中，所述槽体为矩形。

上述的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构，其中，沿所述槽体的短边方向设有槽体环向加强筋。

上述的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构，其中，沿所述槽体的长边方向设有支撑座加强筋。

上述的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构，其中，所述支撑座加强筋的下方设有声呐垂向安装面板。

上述的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构，其中，所述声呐垂向安装面板与所述槽壁的短边方向的所述槽体环向加强筋之间还设有三角肘板。

上述的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构，其中，沿所述开孔的外沿设置有环绕所述开孔的扁钢。

本实用新型由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)本实用新型声呐的内凹槽体采用带圆角的型式，与传统方形内凹槽体型式相比，优化了结构型式，大大降低了由于总纵弯曲作用下纵向间断引起的凹槽角点应力集中程度，保证了船体结构的安全。

(2)本实用新型在槽体上方圆角切点处设置两道垂向隔板的型式，既解决了圆角与垂向隔板的安装连接问题，又对声呐基座起到了支撑作用。

(3)本实用新型的槽体内部设置沿槽体短边方向槽体环向加强筋和沿槽体长边方向的支撑基座加强筋，下方设置声呐垂向安装面板，并以三角肘板支撑，给声呐换能器阵列提供了稳固的安装底座。

(4)本实用新型的外底板开孔边缘设置环绕扁钢降低了开孔边缘的应力集中。

附图说明

图1是本实用新型的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构的外板开孔平面示意图。

图2是本实用新型的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构的短边方向剖视图。

图3是本实用新型的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构的长边方向剖视图。

附图中：1、开孔；2、圆角；3、槽体；4、纵向封板；5、垂向隔板；6、槽体环向加强筋；7、支撑座加强筋；8、声呐垂向安装面板；9、三角肘板；10、扁钢。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

图1是本实用新型的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构的外板开孔平面示意图，图2是本实用新型的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构的短边方向剖视图，图3是本实用新型的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构的长边方向剖视图，请参见图1至图3所示，示出了一种较佳实施例的用于船底嵌入式声呐的低应力集中内凹基座结构，包括有：船底外板上开设有作为声呐换能器发射工作面的开孔1，开孔1处设有倒置的内凹的槽体3，槽体3于位于槽体3两端的纵向封板4共同构成用于容纳声呐的水密封闭空间，槽体3的槽壁与槽底面之间形成有圆角2。传统的槽体的内凹角为方角结构，在总纵弯曲载荷作用下由于结构内凹突变，在内凹角点产生了较大的应力集中，对比强度分析的应力数值可以看到同样载荷边界条件情况下方形角点最大应力值为386MPa；而本实用新型的内凹角采取了圆角2的结构，因此最大应力值降至246MPa。

此外，作为较佳的实施例中，圆角2的切点处设有用于支撑槽体3和声呐基座的垂向隔板5，垂向隔板5竖直设置，垂向隔板5的下端与槽底面固定连接。垂向隔板5与槽底面形成“Ц”字型的支撑结构，从而实现对槽体和声呐基座的支撑。

进一步，作为较佳的实施例中，槽体3为矩形。

更进一步，作为较佳的实施例中，沿槽体3的短边方向设有槽体环向加强筋6，槽体环向加强筋6为倒置T型材结构，槽体环向加强筋6的两侧分别与外板开口处的扁钢10固定连接，槽体环向加强筋6起到在槽体短边方向上的加强作用。

再进一步，作为较佳的实施例中，沿槽体3的长边方向设有支撑座加强筋7，支撑座加强筋7为倒置偏心T型材结构，支撑座加强筋7的两端分别与船长方向槽壁固定连接，支撑座加强筋7起到了支撑声呐基座的作用。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围。

本实用新型在上述基础上还具有如下实施方式：

本实用新型的进一步实施例中，请继续参见图1至图3所示，沿槽体长边方向的支撑座加强筋7的下方设有声呐垂向安装面板8，声呐垂向安装面板8用于安装声呐。

本实用新型的进一步实施例中，声呐垂向安装面板8与槽体环向加强筋6之间还设有三角肘板9，三角肘板9为呈直角三角型的板状结构，三角肘板9的一直角边与声呐安装面板8的侧面固定连接，三角肘板9的另一直角边与环形加强筋6固定连接，三角肘板9用于支撑声呐垂向安装面板8。

本实用新型的进一步实施例中，沿开孔1的外沿设置有环绕开孔1的扁钢10，通过扁钢10加强开孔1。

本实用新型用于船底内嵌式声呐基座结构型式既满足了深水多波束声呐的安装及正常工作的要求，同时降低了基座结构由于结构不连续造成的应力集中，保证了船体结构安全的要求。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。