CN113753171A - 轻量化的船体结构 - Google Patents

轻量化的船体结构 Download PDF

Info

Publication number
CN113753171A
CN113753171A CN202111197774.4A CN202111197774A CN113753171A CN 113753171 A CN113753171 A CN 113753171A CN 202111197774 A CN202111197774 A CN 202111197774A CN 113753171 A CN113753171 A CN 113753171A
Authority
CN
China
Prior art keywords
longitudinal
transverse
strength members
hull
ship
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111197774.4A
Other languages
English (en)
Inventor
裴志勇
康煜晗
吴卫国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN202111197774.4A priority Critical patent/CN113753171A/zh
Publication of CN113753171A publication Critical patent/CN113753171A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/14—Hull parts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)

Abstract

本发明涉及一种轻量化的船体结构，包括船体板，所述船体板上设置有纵横支撑骨架，所述纵横支撑骨架包括设置在船体板上与船宽方向平行的横向强力构件、与船长方向平行的纵向强力构件，所述船体板上设置有与所述纵向强力构件平行的纵向支撑构件，所述纵向强力构件与横向强力构件形成的区域设置有横向加强筋和纵向加强筋，所述横向加强筋平行于横向强力构件，所述纵向加强筋平行于纵向强力构件。本发明在不损失船体结构强度及承载能力的情况下，降低船体板厚，使得船体加筋板在重量上有所减轻，从而在安全可靠的前提下达到船体结构的轻量化。

Description

轻量化的船体结构
技术领域
本发明涉及船体结构，更具体地说，涉及一种轻量化的船体结构。
背景技术
近年来，随着船舶大型化、高速化的发展趋势，船体结构轻量化逐渐成为行业关注的热点。在船体结构设计中，船体结构轻量化设计技术研究是船舶能效提升技术的基础，可有效减轻船舶结构自重、提升船舶性能、节约材料并降低船舶能耗。实现船体结构轻量化主要有三种途径：新型材料；新制造工艺；新结构型式。
船体结构为典型的加筋板结构，属于蒙皮结构。一般在船体结构中，船体板重量占比约70％，它所起的作用为将载荷传递到由加强筋组成的空间框架结构上，载荷作用主要由空间框架结构来承担，因此选择合理的板筋比例，可以有效的减轻船体结构的重量，从而实现船体结构的轻量化。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种比强度高、比刚度大、比重量轻的轻量化的船体结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轻量化的船体结构，包括船体板，所述船体板上设置有纵横支撑骨架，所述纵横支撑骨架包括设置在船体板上与船宽方向平行的横向强力构件、与船长方向平行的纵向强力构件，所述船体板上设置有与所述纵向强力构件平行的纵向支撑构件，所述纵向强力构件与横向强力构件形成的区域设置有横向加强筋和纵向加强筋，所述横向加强筋平行于横向强力构件，所述纵向加强筋平行于纵向强力构件。
按上述方案，所述纵向强力构件的相邻间距内均匀布置有若干沿船长方向的纵向加强筋，所述横向强力构件的相邻间距内均匀布置有若干沿船宽方向的横向加强筋。
按上述方案，所述船体结构形式为纵骨架式，所述纵向强力构件的相邻间距为纵骨间距，所述横向强力构件的相邻间距为肋板、横梁或肋骨间距。
按上述方案，所述横向加强筋和所述纵向加强筋采取等间距布置。
按上述方案，所述纵向强力构件为船体纵向桁材或纵框架，即船体纵桁、龙骨或支柱；
所述横向强力构件为船体横向框架，即船体强横梁、强肋骨、实肋板或相应肘板；
所述纵向支撑构件为船体纵向普通骨材，即为船体纵骨。
按上述方案，所述船体结构应用于纵骨架式、横骨架式或混合骨架式的船体结构。
按上述方案，所述船体结构应用于船底、舷侧或甲板船体部位进行布置。
实施本发明的轻量化的船体结构，具有以下有益效果：
1、本发明采用这样的结构设置，使得采用该结构的船体结构板架受力均匀，避免局部应力过大；
2、本发明在不损失船体结构强度及承载能力的情况下，有效地降低船体板厚，使得板筋比例得到合理的改善，船体加筋板结构的重量有所减轻，从而在安全可靠的前提下达到船体结构的轻量化。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明轻量化的船体结构的结构示意图；
图2是现有常规船体板格示意图；
图3是本发明轻量化的船体结构的结构示意图；
图4是现有常规船体板格应力云图；
图5是轻量化船体板格应力云图；
图6是现有常规船体板格变形云图；
图7是轻量化船体板格变形云图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-3所示，本发明轻量化的船体结构的实施例包括船体板6，船体板6上设置有纵横支撑骨架。纵横支撑骨架包括横向强力构件1、纵向强力构件2、纵向支撑构件3、纵向加强筋4和横向加强筋5。
横向强力构件1设置在船体板6上且与船宽方向平行，纵向强力构件2设置在船体板6上且与船长方向平行。纵向支撑构件3设置在船体板6上且与纵向强力构件2平行。纵向强力构件2设置在船体板6上，纵向强力构件2与横向强力构件1形成的区域内设置有横向加强筋5和纵向加强筋4，横向加强筋5平行于横向强力构件1，纵向加强筋4平行于纵向强力构件2，横向加强筋5和纵向加强筋采取等间距布置。纵向强力构件3的相邻间距为纵骨间距，横向强力构件1的相邻间距为肋板、横梁或肋骨间距。
纵向强力构件2的相邻间距内均匀布置有若干沿船长方向的纵向加强筋，横向强力构件1的相邻间距内均匀布置有若干沿船宽方向的横向加强筋5。
纵向强力构件2为船体纵向桁材或纵框架，即船体纵桁、龙骨或支柱；横向强力构件1为船体横向框架，即船体强横梁、强肋骨、实肋板或相应肘板；纵向支撑构件3为船体纵向普通骨材，即为船体纵骨。
本发明的船体结构，既可以应用于纵骨架式、横骨架式或混合骨架式的船体结构，也可以应用于船底、舷侧或甲板的船体部位进行布置。
本发明采用的船体结构，能够有效提升船体结构的强度与极限承载能力，使得船体板架受力均匀，当船体结构受到载荷作用时，可以保证船体结构安全可靠。同时在不损失船体结构强度及承载能力的情况下，可以有效地降低船体板厚，使得板筋比例得到合理的改善，船体结构的重量有所减轻，从而在安全可靠的前提下达到船体结构的轻量化。
在本实施例中，船体板6在相邻纵向强力构件间距内均匀布置有若干沿船长方向的纵向加强筋4，在相邻横向强力构件间距内均匀布置有若干沿船宽方向的横向加强筋5。采用这样的结构，使常规船体板架受力更加均匀，在承受船体结构所受载荷时，能较好地避免局部应力过大的情况。
在本实施例中，船体结构形式为纵骨架式，相邻纵向强力构件间距为纵骨间距，相邻横向强力构件间距为肋板、横梁或肋骨间距。考虑到实船工艺上和使用上的要求，以及充分发挥并保证加筋板结构构件的力学性能，加强筋采取等间距布置，且其间距不宜过大或过小。纵横方向设置间距均匀的加强筋，使船体板架受力均匀，在常规船体板格的范围内合理增设加强筋，同时增加了船体结构的总纵强度以及横向强度。
在本实施例中，船体板6在由横向强力构件1和纵向支撑构件3或纵向强力构件2组成的板格范围内，支撑有若干纵横方向间距布置均匀的纵向加强筋以及横向加强筋5，从而被划分为若干小尺寸板格。采用这样的结构设置，可以在不损失船体结构强度的同时降低船体板厚，合理分配板筋比例，有效地达到船体结构轻量化。
纵向强力构件2可以为船体纵向桁材或纵框架，包括船体纵桁、龙骨以及支柱；横向强力构件1可以为船体横向框架，包括船体强横梁、强肋骨、实肋板及相应肘板；纵向支撑构件3可以为船体纵向普通骨材即为船体纵骨。常规船体板格以横向强力构件1和纵向支撑构件3或纵向强力构件2为周界，这种轻量化船体结构在常规船体板格范围内进行细化布置，将常规船体板格分为若干较小尺寸的船体板格，增加了船体结构的局部强度，因此可以适当降低船体板厚，在安全可靠的前提下达到船体结构的轻量化，有效缓解船体强度与重量的矛盾。
在本实施例中，这种轻量化船体板格与常规船体板格相比，其比强度高、比刚度大、比重量轻，能够在增加船体结构强度同时有效地减轻船体结构重量。
如图4-图7，这种轻量化船体结构重量与常规船体板格重量相当大约都为50kg，在载荷以及边界条件相同的情况下，轻量化板格的最大应力明显减小，且板格强度有所提高，同时板格所受应力分布均匀。因此本发明的这种轻量化船体板格比强度较大，在不增加原始船体板格重量的情况下，使板格的强度水平得到提高。
常规板格 轻量化板格
板厚(mm) 7 4
增设型材 — —50×4
最大应力(MPa) 141 144
重量 ～74kg ～50kg
这种轻量化船体结构重量与常规船体板格最大应力强度水平相当的情况下，轻量化板格的重量较常规船体板格减轻了32％，在不降低常规船体结构强度的情况下，船体板格厚度由7mm降低到了4mm，重量较轻，在安全可靠的前提下达到了船体板格结构的轻量化效果。因此，这种轻量化船体结构在不损失船体结构强度的情况下，可以适当地减小船体板厚，合理分配板筋比例，有效地降低船体结构的重量，从而达到船体结构的轻量化。
实际应用中，这种轻量化船体结构可以在纵骨架式、横骨架式及混合骨架式的船体结构中应用，也可以在船底、舷侧以及甲板等船体部位进行布置，在船体结构中可应用性较强。这种轻量化船体结构可以有多种加筋形式，纵横加强筋的数量、尺寸以及排布间距根据具体的船体结构形式以及所受的载荷来确定。在船体结构需要进行局部加强或轻量化的位置通过采用增设加强筋与降低船体板厚的方式布置这种轻量化结构，来平衡船体结构的板筋比例，有效地增加船体结构的局部强度，使得板架受力更加均匀，避免局部应力过大的情况，在安全可靠的前提下达到船体结构的轻量化，有效缓解船体强度与重量的矛盾。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种轻量化的船体结构，包括船体板，其特征在于，所述船体板上设置有纵横支撑骨架，所述纵横支撑骨架包括设置在船体板上与船宽方向平行的横向强力构件、与船长方向平行的纵向强力构件，所述船体板上设置有与所述纵向强力构件平行的纵向支撑构件，所述纵向强力构件与横向强力构件形成的区域设置有横向加强筋和纵向加强筋，所述横向加强筋平行于横向强力构件，所述纵向加强筋平行于纵向强力构件。
2.根据权利要求1所述的轻量化的船体结构，其特征在于，所述纵向强力构件的相邻间距内均匀布置有若干沿船长方向的纵向加强筋，所述横向强力构件的相邻间距内均匀布置有若干沿船宽方向的横向加强筋。
3.根据权利要求1所述的轻量化的船体结构，其特征在于，所述船体结构形式为纵骨架式，所述纵向强力构件的相邻间距为纵骨间距，所述横向强力构件的相邻间距为肋板、横梁或肋骨间距。
4.根据权利要求1所述的轻量化的船体结构，其特征在于，所述横向加强筋和所述纵向加强筋采取等间距布置。
5.根据权利要求1所述的轻量化的船体结构，其特征在于，所述纵向强力构件为船体纵向桁材或纵框架，即船体纵桁、龙骨或支柱；
所述横向强力构件为船体横向框架，即船体强横梁、强肋骨、实肋板或相应肘板；
所述纵向支撑构件为船体纵向普通骨材，即为船体纵骨。
6.根据权利要求1所述的轻量化的船体结构，其特征在于，所述船体结构应用于纵骨架式、横骨架式或混合骨架式的船体结构。
7.根据权利要求1所述的轻量化的船体结构，其特征在于，所述船体结构应用于船底、舷侧或甲板船体部位进行布置。
CN202111197774.4A 2021-10-14 2021-10-14 轻量化的船体结构 Pending CN113753171A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111197774.4A CN113753171A (zh) 2021-10-14 2021-10-14 轻量化的船体结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111197774.4A CN113753171A (zh) 2021-10-14 2021-10-14 轻量化的船体结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113753171A true CN113753171A (zh) 2021-12-07

Family

ID=78799460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111197774.4A Pending CN113753171A (zh) 2021-10-14 2021-10-14 轻量化的船体结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113753171A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115092313A (zh) * 2022-07-22 2022-09-23 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 一种适用于油船和散货船的甲板板架结构

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002087374A (ja) * 2000-09-21 2002-03-27 Shin Kurushima Dockyard Co Ltd 二重底構造
CN106275241A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 江门市海星游艇制造有限公司 一种玻璃钢及钢/铝合金混合结构甲板
CN208306931U (zh) * 2018-05-30 2019-01-01 中国舰船研究设计中心 船用升降机平台结构
CN110027671A (zh) * 2019-04-18 2019-07-19 中国船舶及海洋工程设计研究院（中国船舶工业集团公司第七0八研究所） 一种底纵桁集中布置的集装箱船底部结构
CN210000496U (zh) * 2019-01-17 2020-01-31 中国船舶及海洋工程设计研究院（中国船舶工业集团公司第七0八研究所） 一种新型散货船横舱壁底凳处双层底纵桁结构
CN110877681A (zh) * 2019-11-13 2020-03-13 沪东中华造船(集团)有限公司 一种大跨度甲板平整度控制工艺
CN110877687A (zh) * 2019-11-15 2020-03-13 沪东中华造船(集团)有限公司 一种面向智能制造的lng船双层底分段划分设计方法
CN212556659U (zh) * 2020-06-02 2021-02-19 北京宏佑天合科技有限公司 船体底部支撑结构

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002087374A (ja) * 2000-09-21 2002-03-27 Shin Kurushima Dockyard Co Ltd 二重底構造
CN106275241A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 江门市海星游艇制造有限公司 一种玻璃钢及钢/铝合金混合结构甲板
CN208306931U (zh) * 2018-05-30 2019-01-01 中国舰船研究设计中心 船用升降机平台结构
CN210000496U (zh) * 2019-01-17 2020-01-31 中国船舶及海洋工程设计研究院（中国船舶工业集团公司第七0八研究所） 一种新型散货船横舱壁底凳处双层底纵桁结构
CN110027671A (zh) * 2019-04-18 2019-07-19 中国船舶及海洋工程设计研究院（中国船舶工业集团公司第七0八研究所） 一种底纵桁集中布置的集装箱船底部结构
CN110877681A (zh) * 2019-11-13 2020-03-13 沪东中华造船(集团)有限公司 一种大跨度甲板平整度控制工艺
CN110877687A (zh) * 2019-11-15 2020-03-13 沪东中华造船(集团)有限公司 一种面向智能制造的lng船双层底分段划分设计方法
CN212556659U (zh) * 2020-06-02 2021-02-19 北京宏佑天合科技有限公司 船体底部支撑结构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
武汉河运专科学校: "《内河船舶驾驶问答》", 28 February 1985, 人民交通出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115092313A (zh) * 2022-07-22 2022-09-23 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 一种适用于油船和散货船的甲板板架结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113753171A (zh) 轻量化的船体结构
CN210761155U (zh) 一种船舶甲板轻型大跨度板架结构
CN108060727B (zh) 一种双铝合金板装配式屈曲约束支撑
CN108532794B (zh) 一种拼装式钢管混凝土斜撑钢板剪力墙
CN105000127A (zh) 一种平板型货舱横舱壁
CN210000496U (zh) 一种新型散货船横舱壁底凳处双层底纵桁结构
CN114313097B (zh) 钢质海船强力甲板下舷侧大开口区域的结构型式
CN114313098B (zh) 提高船舶强力甲板下舷侧大开口区域总纵强度的结构型式
CN102407920B (zh) 船体箱型梁抗冲击防护结构
CN115092313A (zh) 一种适用于油船和散货船的甲板板架结构
US4470233A (en) Prestressed tapered slab structure
CN114291201A (zh) 一种超大型原油船无制荡舱壁的货舱结构
CN110861790B (zh) 一种纯点阵承力筒
CN113955019A (zh) 一种菱形液舱的顶部防横摇结构
CN104220327A (zh) 海洋船体和海洋船舶
CN209975346U (zh) 加强型浮桥
CN218751257U (zh) 一种极区船舶斜撑式桁架型抗冰结构
CN218877508U (zh) 一种新型散货船顶边舱肋板扶强材结构
DE69208885T2 (de) Anordnung für einen schiffsrumpf
CN114162256A (zh) 一种大承载轻量化类网格型重载平台双层甲板
CN202320716U (zh) 船体箱型梁抗冲击防护结构
CN111636398A (zh) 一种用于海洋平台上层建筑的组合复合板
CN215253696U (zh) 一种装配式混凝土隔墙
CN212267758U (zh) 一种用于海洋平台上层建筑的组合复合板
CN109763416A (zh) 一种新型双曲拱桥

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination