CN109178197A - 船用补板结构 - Google Patents

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赵文斌
陈豪
孙彦杰
吴小康
高峰
江淼
华康
胡伟成
马晓宇
郑祖中
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Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute of CSSC No 604 Research Institute
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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/14—Hull parts

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种船用补板结构，其包括母板，母板上设有贯穿孔，贯穿孔内穿设有骨材；骨材和母板之间设有补板；补板固接于骨材；补板搭接于母板并与母板通过焊接连接；补板和母板搭接处的焊缝位于贯穿孔的孔壁和补板之间；补板和母板搭接处的焊缝从贯穿孔的底部延伸至贯穿孔的顶部。本发明的补板结构，可以大大降低出现疲劳裂纹的风险，延长补板的使用寿命，提高了补板结构的稳定性，各构件不容易损坏，从而延长了维修间隔时间，降低了维护成本。

Description

船用补板结构
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种船用补板结构。
背景技术
在船舶的船体结构中，需要设置骨材，以提高结构的稳定性。当纵向板和横向骨材相交，或横向板和纵向骨材相交时，通常是纵向板或横向板上开设贯穿孔，让骨材穿过，以保持骨材的连续性。纵向板和横向板可以统称为母板。骨材穿过母板后，为提高结构的稳定性，母板和骨材之间会焊接补板。
现有补板形式的最大问题是：在补板与母板的搭接处，疲劳强度低，容易出现疲劳裂纹，构件容易损坏，使得维修更频繁，增加了维护成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种船用补板结构。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种船用补板结构，其包括母板，母板上设有贯穿孔，贯穿孔内穿设有骨材；骨材和母板之间设有补板；补板固接于骨材；补板搭接于母板并与母板通过焊接连接；补板和母板搭接处的焊缝位于贯穿孔的孔壁和补板之间；补板和母板搭接处的焊缝从贯穿孔的底部延伸至贯穿孔的顶部。
较佳地，骨材为T型，其包括竖向分布的腹板和设于腹板顶部的顶板，顶板为横向分布；补板上设有开口部，开口部为弧形孔；顶板穿设于该开口部。开口部为弧形孔，可以进一步降低补板上的应力，提高补板的疲劳强度。
较佳地，补板和母板搭接处的焊缝位于开口部的外侧；位于补板和母板搭接处的焊缝和开口部之间的补板部分为连续的不断开状态。开口部在补板和母板搭接处的焊缝的内侧，可以降低补板受到的应力，提高补板的疲劳强度。
较佳地，腹板的一侧与补板固接；腹板的另一侧与母板固接；补板和母板搭接处的焊缝终止点位于贯穿孔的顶部。对于该种单边贯穿孔形式，将补板和母板的搭接终止点布置于母板贯穿孔的顶部，该位置的应力较低，可以提高补板的疲劳强度。
较佳地，补板和母板搭接处的焊缝终止点位于开口部的上方。补板和母板搭接处的焊缝终止点位于开口部的外侧，可以提高补板的疲劳强度。
较佳地，骨材的两侧均不与母板连接；补板和母板搭接处的焊缝分布于贯穿孔的整个孔壁。对于该种全开式贯穿孔形式，将补板和母板的搭接处布置于母板的贯穿孔整个孔壁，使得补板和母板的搭接处不再出现趾端，大大提高了补板的疲劳强度，大大降低补板和母板的搭接处出现疲劳裂纹的风险。
较佳地，补板和母板搭接处的焊缝将开口部容纳于内。开口部在补板和母板搭接处的焊缝的内侧，可以降低补板受到的应力，提高补板的疲劳强度。
较佳地，顶板位于开口部的内腔，开口部的形状以腹板为对称中心。对称的结构，有助于进一步降低补板上的应力，提高补板的疲劳强度。
较佳地，开口部的孔边包括依次连接的左弧形边、上直线边和右弧形边；上直线边位于开口部的顶部，左弧形边和右弧形边分别位于上直线边的两侧，左弧形边和腹板之间、右弧形边和腹板之间均设有一个下直线边。开口部为弧形孔，可以进一步降低补板上的应力，提高补板的疲劳强度。
本发明的积极进步效果在于：本发明的补板结构，补板和母板搭接处的应力较低，可以大大降低出现疲劳裂纹的风险，延长补板的使用寿命，提高了补板结构的稳定性，各构件不容易损坏，从而延长了维修间隔时间，降低了维护成本。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种形式的结构示意图。
图2为本发明实施例1的另一种形式的结构示意图。
图3为本发明实施例2的一种形式的结构示意图。
图4为图3中母板和骨材的结构示意图。
图5为本发明实施例2的另一种形式的结构示意图。
具体实施方式
下面举两个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
实施例1
如图1所示，一种船用补板结构，其包括母板10，母板10上设有贯穿孔11，贯穿孔11内穿设有骨材20；骨材20和母板10之间设有补板30。补板30固接于骨材20。
骨材20为T型，其包括竖向分布的腹板21和设于腹板顶部的顶板22，顶板22为横向分布。
腹板21的一侧与补板30固接；腹板21的另一侧与母板10固接。
补板30上设有开口部31。开口部为弧形孔。开口部的孔边具有良好的圆弧过渡。顶板22穿设于该开口部31。
补板30搭接于母板10并与母板10通过焊接连接。补板30和母板10搭接处的焊缝40位于贯穿孔的孔壁和补板之间。
补板30和母板10搭接处的焊缝40从贯穿孔的底部延伸至贯穿孔的顶部。
补板30和母板10搭接处的焊缝40位于开口部31的外侧；位于补板30和母板10搭接处的焊缝40和开口部31之间的补板部分为连续的不断开状态。
补板30和母板10搭接处的焊缝终止点41位于贯穿孔的顶部。补板30和母板10搭接处的焊缝终止点41位于开口部31的上方。
本实施例的船用补板结构，适用于单边贯穿孔形式，即骨材的一侧与母板固接，补板仅与骨材的另一侧固接。
对于该种单边贯穿孔形式，目前的补板结构，补板与母板搭接处的应力较大，补板与母板搭接处会出现疲劳裂纹的情况。
本实施例的船用补板结构，把补板和母板的搭接终止点布置于母板贯穿孔的顶部。
经大量的计算以及实际的实验数据可知，将补板和母板的搭接终止点布置于母板贯穿孔的顶部，该位置的应力较低，可以大大降低出现疲劳裂纹的风险，延长补板的使用寿命，提高了补板结构的稳定性，各构件不容易损坏，延长了维修间隔时间，降低了维护成本。
经大量的计算以及实际的实验数据可知，开口部为弧形孔，可以进一步降低补板上的应力，提高补板的疲劳强度。图2为本实施例的另一种形式，该形式与本实施例的第一种形式相比，区别仅在于：开口部31的弧形孔的弧形段范围加大。该种形式具有更好的疲劳强度，更不容易出现疲劳裂纹。
实施例2
如图3和图4所示，一种船用补板结构，其包括母板10，母板10上设有贯穿孔11，贯穿孔11内穿设有骨材20；骨材20和母板10之间设有补板60。补板60固接于骨材20。
骨材20为T型，其包括竖向分布的腹板21和设于腹板顶部的顶板22，顶板22为横向分布。
骨材20的两侧均不与母板10连接。
补板60上设有开口部70；顶板22穿设于该开口部70。
补板60搭接于母板10并与母板10通过焊接连接。补板60和母板10搭接处的焊缝50位于贯穿孔的孔壁和补板之间。补板60和母板10搭接处的焊缝50从贯穿孔的底部延伸至贯穿孔的顶部。
补板60和母板10搭接处的焊缝50位于开口部70的外侧；补板60和母板10搭接处的焊缝50和开口部70之间的补板部分为连续的不断开状态。
补板60和母板10搭接处的焊缝50分布于贯穿孔11的整个孔壁。补板60和母板10搭接处的焊缝50将开口部70容纳于内。
顶板22位于开口部70的内腔，开口部70的形状以腹板21为对称中心。
开口部70的孔边包括依次连接的左弧形边71、上直线边72和右弧形边73；上直线边72位于开口部的顶部，左弧形边71和右弧形边73分别位于上直线边72的两侧，左弧形边71和腹板21之间、右弧形边73和腹板21之间均设有一个下直线边74。
本实施例的船用补板结构，适用于全开式贯穿孔形式，即骨材的两侧均不与母板固接，补板固接于骨材的两侧。
与实施例1相比，本实施例使用了全补板的形式，补板与整个贯穿孔的孔壁焊接，整个贯穿孔的区域内不再出现补板和母板搭接的趾端，结构更加完美。实施例1中，补板30和母板10搭接处的焊缝终止点41位置即为趾端。
经大量的计算以及实际的实验数据可知，将补板和母板的搭接处布置于母板的贯穿孔整个孔壁，使得补板和母板的搭接处不再出现趾端，与实施例1的结构相比，更进一步提高了结构的稳定性，大大降低补板和母板的搭接处出现疲劳裂纹的风险，延长补板的使用寿命，提高了补板结构的稳定性，各构件不容易损坏，延长了维修的时间，降低了维护成本。
经大量的计算以及实际的实验数据可知，开口部为弧形孔，可以进一步降低补板上的应力，提高补板的疲劳强度。图5为本实施例的另一种形式，该形式与本实施例的第一种形式相比，区别仅在于：开口部70的弧形孔的弧形段范围加大。行业内俗称“苹果孔”。该种形式具有更好的疲劳强度，更不容易出现疲劳裂纹。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种船用补板结构，其包括母板，母板上设有贯穿孔，贯穿孔内穿设有骨材；其特征在于，骨材和母板之间设有补板；补板固接于骨材；补板搭接于母板并与母板通过焊接连接；补板和母板搭接处的焊缝位于贯穿孔的孔壁和补板之间；补板和母板搭接处的焊缝从贯穿孔的底部延伸至贯穿孔的顶部。
2.如权利要求1所述的船用补板结构，其特征在于，骨材为T型，其包括竖向分布的腹板和设于腹板顶部的顶板，顶板为横向分布；补板上设有开口部，开口部为弧形孔；顶板穿设于该开口部。
3.如权利要求2所述的船用补板结构，其特征在于，补板和母板搭接处的焊缝位于开口部的外侧；位于补板和母板搭接处的焊缝和开口部之间的补板部分为连续的不断开状态。
4.如权利要求3所述的船用补板结构，其特征在于，腹板的一侧与补板固接；腹板的另一侧与母板固接；补板和母板搭接处的焊缝终止点位于贯穿孔的顶部。
5.如权利要求4所述的船用补板结构，其特征在于，补板和母板搭接处的焊缝终止点位于开口部的上方。
6.如权利要求3所述的船用补板结构，其特征在于，骨材的两侧均不与母板连接；补板和母板搭接处的焊缝分布于贯穿孔的整个孔壁。
7.如权利要求6所述的船用补板结构，其特征在于，补板和母板搭接处的焊缝将开口部容纳于内。
8.如权利要求7所述的船用补板结构，其特征在于，顶板位于开口部的内腔，开口部的形状以腹板为对称中心。
9.如权利要求8所述的船用补板结构，其特征在于，开口部的孔边包括依次连接的左弧形边、上直线边和右弧形边；上直线边位于开口部的顶部，左弧形边和右弧形边分别位于上直线边的两侧，左弧形边和腹板之间、右弧形边和腹板之间均设有一个下直线边。
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