CN108100155B - 舱口围端部肘板及船舶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶的纵向舱口围结构，尤其是涉及一种舱口围端部肘板及船舶，以缓解现有技术中存在的肘板的趾端应力集中的问题。包括主体部和头部；主体部的一端与舱口围连接，另一端与头部连接；头部为鹅头状，且鹅头状的头部的趾端朝向远离舱口围的方向。本发明提供的技术方案能够有效缓解舱口围肘板趾端应力集中问题。

Description

舱口围端部肘板及船舶

技术领域

本发明涉及船舶的纵向舱口围结构，尤其是涉及一种舱口围端部肘板及船舶。

背景技术

纵向舱口围常为货舱区纵向连续构件，参与总纵强度，因此舱口围两端的肘板需要合理设计，让舱口围上承受的总纵应力合理过渡，这里不仅要考虑疲劳问题，还要考虑减小局部的应力集中问题。

现有技术中的纵向舱口围端部肘板多为的三角形的形式，而且尽可能的往船首、船尾方向延伸一定长度，以解决应力集中和疲劳问题，但这一做法的弊端是纵向舱口围的范围特别大，

另一种舱口围端部肘板是在上述的肘板上进行了改进，具体是在端部设置内凹的弧形缺口，使得应力集中得到有效释放、有效缓解疲劳问题，并且不会占用多余空间，增加加班的有效面积。

然而，改进后的舱口围端部肘板无法避免的一点是在肘板的趾端处会出现较为明显的应力集中现象，即趾端处的应力比周围其他地方要明显偏高。过高的趾端应力会引起结构的疲劳，造成结构的疲劳破坏。

因此，亟待开发出一种能够显著降低端部应力集中的舱口围端部肘板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种舱口围端部肘板及船舶，以缓解现有技术中存在的肘板的趾端应力集中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

一种肘板，安装于舱口围，包括头部和主体部；所述主体部位于所述舱口围的端部，所述头部位于所述主体部的背离所述主体部的一侧，并且，所述头部为鹅头状，且鹅头状的所述头部的趾端朝向远离所述舱口围的方向。

更进一步地，

所述头部包括沿远离所述舱口围的方向依次设置的第一段和第二段；

所述第一段的上表面为平面；

所述第二段的上表面为弧形凹面。

更进一步地，

所述第二段的趾端具有倒角。

更进一步地，

所述肘板还包括鹅颈部，所述鹅颈部位于所述主体部和所述头部之间，并且，所述鹅颈部的上表面为平面。

更进一步地，

所述鹅颈部的上表面与所述第一段的上表面齐平。

更进一步地，

所述主体部包括第三段；所述第三段的上表面为弧形凹面且沿远离所述舱口围的方向逐渐降低；所述弧形凹面的低端与所述鹅颈部连接。

更进一步地，

所述主体部还包括第四段；所述第四段连接在所述舱口围和所述第三段之间，具有C形缺口；所述C形缺口的低端与所述第三段连接；所述第四段背离所述第三段的一侧与所述舱口围连接。

更进一步地，

所述主体部、所述鹅颈部和所述头部一体成型。

更进一步地，

所述主体部、鹅颈部和所述头部的厚度依次减小。

一种船舶，包括上述的肘板。

结合以上技术方案，本发明能够达到的有益效果在于：

由于本发明提供了一种肘板，用于舱口围，包括主体部和头部；所述主体部的一端与所述舱口围连接，另一端与所述头部连接；所述头部为鹅头状，且鹅头状的所述头部的趾端朝向远离所述舱口围的方向。上述的主体部、鹅颈部和头部形成“鹅”形结构，具体而言，头部为“鹅”的头部，鹅颈部为“鹅”的鹅颈部，主体部为“鹅”的体部。本实施例提供的肘板结构，能够有效缓解端部的应力集中现象，改善整体力学分布。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的舱口围端部肘板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的舱口围端部肘板的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的舱口围端部肘板中的头部的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的舱口围端部肘板中的主体部的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的其中一种尺寸的舱口围端部肘板的结构示意图；

图6为现有技术中的舱口围端部肘板采用有限元分析方法计算得到的端部应力值；

图7为本发明实施例提供的舱口围端部肘板采用有限元分析方法计算得到的端部应力值。

图标：100－头部；200－主体部；300－鹅颈部；110－第一段；120－第二段；130－趾端；210－第三段；220－第四段。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对实施例1和实施例2进行详细描述：

图1为现有技术中的舱口围端部肘板的结构示意图；图2为本发明实施例提供的舱口围端部肘板的结构示意图；图3为本发明实施例提供的舱口围端部肘板中的头部的结构示意图；图4为本发明实施例提供的舱口围端部肘板中的主体部的结构示意图；图5为本发明实施例提供的其中一种尺寸的舱口围端部肘板的结构示意图；图6为现有技术中的舱口围端部肘板采用有限元分析方法计算得到的端部应力值；图7为本发明实施例提供的舱口围端部肘板采用有限元分析方法计算得到的端部应力值。

实施例1

本实施例提供了一种肘板，安装于舱口围，包括头部100和主体部200；主体部200位于舱口围的端部，头部100位于主体部200的背离主体部200的一侧，并且，头部100为鹅头状，且鹅头状的头部100的趾端130朝向远离舱口围的方向。本实施例提供的肘板结构，能够有效缓解端部的应力集中现象，改善整体力学分布。

以下对头部100的形状和结构作详细说明：

头部100包括沿远离舱口围的方向依次设置的第一段110和第二段120；第一段110的上表面为平面；第二段120的上表面为弧形凹面，趾端130(尖端)具有倒角。

其中，较为优选地，第一段110的上表面和第二段120的上表面之间平滑过渡。更进一步地，第一段110的上表面和第二段120的上表面之间具有圆弧倒角。更进一步地，第一段110的上表面和第二段120的上表面之间具有圆弧倒角的半径为50mm。需要说明的是，上述的50mm仅作为本实施例中的其中一种具体实施方式，本领域技术人员应当理解，其他尺寸也应当在本发明要求保护的范围之内。

其中，较为优选地，趾端130的倒角为圆弧倒角。更进一步地，趾端130的倒角的半径为10mm。需要说明的是，上述的10mm仅作为本实施例中的其中一种具体实施方式，本领域技术人员应当理解，其他尺寸也应当在本发明要求保护的范围之内。

其中，较为优选地，第二段120的上表面为圆弧形，圆弧半径优选为180mm。需要说明的是，上述的180mm仅作为本实施例中的其中一种具体实施方式，本领域技术人员应当理解，其他尺寸也应当在本发明要求保护的范围之内。

其中，较为优选地，第二段120的横向长度为150mm。需要说明的是，上述的150mm仅作为本实施例中的其中一种具体实施方式，本领域技术人员应当理解，其他尺寸也应当在本发明要求保护的范围之内。

其中，较为优选地，头部100的总长度为250mm。需要说明的是，上述的250mm仅作为本实施例中的其中一种具体实施方式，本领域技术人员应当理解，其他尺寸也应当在本发明要求保护的范围之内。

以下对鹅颈部300的形状和结构作详细说明如下：

肘板还包括鹅颈部300，鹅颈部300位于主体部200和头部100之间，并且，鹅颈部300的上表面为平面。鹅颈部300的上表面与第一段110的上表面齐平。鹅颈部300为平直段，两端分别与主体部200的端面以及头部100的端面连接并且平滑过渡。鹅颈部300起到延伸的作用，使得头部100尽可能远离。

更进一步地，鹅颈部300的高度为100mm。需要说明的是，上述的100mm仅作为本实施例中的其中一种具体实施方式，本领域技术人员应当理解，其他尺寸也应当在本发明要求保护的范围之内。

更进一步地，鹅颈部300的长度为300mm。需要说明的是，上述的300mm仅作为本实施例中的其中一种具体实施方式，本领域技术人员应当理解，其他尺寸也应当在本发明要求保护的范围之内。

以下对主体部200的形状和结构作详细说明如下：

主体部200包括第三段210；第三段210的上表面为弧形凹面且沿远离舱口围的方向逐渐降低；弧形凹面的低端与鹅颈部300连接。第三段210通过弧形延长线进一步改善应力集中问题。

更进一步地，第三段210的弧形上表面为圆弧形凹面。更进一步地，上述的圆弧形凹面的半径为1500mm。需要说明的是，上述的1500mm仅作为本实施例中的其中一种具体实施方式，本领域技术人员应当理解，其他尺寸也应当在本发明要求保护的范围之内。

主体部200还包括第四段220；第四段220连接在舱口围和第三段210之间，具有C形缺口；C形缺口的低端与第三段210连接；第四段220背离第三段210的一侧与舱口围连接。其中，C形缺口的上端点与下端点之间的连线竖直。更进一步地，C形缺口为半圆形缺口。更进一步地，C形缺口的半径为300mm。更进一步地，第四段220的顶部具有上表面，侧部具有竖直边界，上述的上表面与舱口围的顶面齐平，上述的竖直边界的两端分别连接上表面和C形缺口的顶端，并且与上述的上表面垂直。更进一步地，上述的C形缺口在上端点位置的切线与上表面的夹角为30度。

以下对主体部200、鹅颈部300和头部100的厚度作详细说明如下：

较为优选地，主体部200比鹅颈部300厚，鹅颈部300比头部100厚。具体而言，鹅颈部300的厚度是主体部200厚度的(50－80)％，头部100的厚度是主体部200厚度的(10－50)％。

更进一步地，鹅颈部300的厚度是主体部200厚度的75％，头部100的厚度是主体部200厚度的50％。实际设计过程中，具体厚度的比例不局限于上述比例，应理解为，其他比例也应在本发明要求保护的范围内。

范例1

以下兹列举具体案例对本发明提供的肘板所达到的效果进行说明：

其中，主体部200，总长度为2050mm，C形缺口的顶端的切线与第四段220的上表面之间的夹角为30°，C形缺口的半径为300mm，主体部200厚度为t。

其中，鹅颈部300，高度为100mm，长度为300mm，厚度为3/4t。

其中，头部100，总长度为250mm，头部100的弧形凹面的半径为180mm，弧形凹面的水平方向的长度为150mm，厚度为1/2t。

补充说明的是：肘板总长度设计为2600mm，传统设计的肘板总长度为2765mm。

在经有限元分析后：

附图6中，传统肘板的端部最大应力为8.78。

附图7中，本范例提供的肘板的端部最大应力为7.15。

计算结果表明：端部最大主应力下降明显，下降量为(8.78-7.15)/8.78＝18.5％。当应力下降18.5％时，经推测，疲劳损伤将下降50％左右。

实施例2

本实施例提供了一种舱口围，包括实施例1述及的肘板。

其中，肘板包括主体部200和头部100；主体部200的一端与舱口围连接，另一端与头部100连接；头部100为鹅头状，且鹅头状的头部100的趾端130朝向远离舱口围的方向。还包括鹅颈部300，鹅颈部300位于主体部200和头部100之间。上述的主体部200、鹅颈部300和头部100形成“鹅”形结构，具体而言，头部100为“鹅”的头部100，鹅颈部300为“鹅”的鹅颈部300，主体部200为“鹅”的体部。本实施例提供的肘板结构，能够有效缓解端部的应力集中现象，改善整体力学分布。

其中，肘板设置有两个，两个肘板分别设置于舱口围的长度方向的两侧。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种肘板，安装于舱口围，其特征在于，包括头部(100)和主体部(200)；所述主体部(200)位于所述舱口围的端部，所述头部(100)位于所述主体部(200)的背离所述主体部(200)的一侧，并且，所述头部(100)的趾端(130)朝向远离所述舱口围的方向；

所述头部(100)包括沿远离所述舱口围的方向依次设置的第一段(110)和第二段(120)；

所述第一段(110)的上表面为平面；

所述第二段(120)的上表面为弧形凹面。

2.根据权利要求1所述的肘板，其特征在于，

所述第二段(120)的趾端(130)具有倒角。

3.根据权利要求2所述的肘板，其特征在于，

所述肘板还包括鹅颈部(300)中间段，所述鹅颈部(300)位于所述主体部(200)和所述头部(100)之间，并且，所述鹅颈部(300)的上表面为平面。

4.根据权利要求3所述的肘板，其特征在于，

所述鹅颈部(300)的上表面与所述第一段(110)的上表面齐平。

5.根据权利要求4所述的肘板，其特征在于，

所述主体部(200)包括第三段(210)；所述第三段(210)的上表面为弧形凹面且沿远离所述舱口围的方向逐渐降低；所述弧形凹面的低端与所述鹅颈部(300)连接。

6.根据权利要求5所述的肘板，其特征在于，

所述主体部(200)还包括第四段(220)；所述第四段(220)位于所述舱口围和所述第三段(210)之间，具有C形缺口，所述C形缺口的低端与所述第三段(210)连接。

7.根据权利要求5所述的肘板，其特征在于，

所述主体部(200)、所述鹅颈部(300)和所述头部(100)一体成型。

8.根据权利要求5所述的肘板，其特征在于，

所述主体部(200)、鹅颈部(300)和所述头部(100)的厚度依次减小。

9.一种船舶，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的肘板。