CN114426077A - 一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及船舶底板制作技术领域，且公开了一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板，包括外防护板和内防护板，所述外防护板和内防护板均为弧形结构的板，所述内防护板设置在外防护板的内部，外防护板和内防护板之间形成间隙，所述外防护板和内防护板的顶面设置有底板，所述内防护板的侧壁面靠近上侧位置处贯穿开设有左右对称的焊接口一，所述底板的顶面贯穿开设有左右对称的焊接口二，所述内防护板与底板的连接位置处设置有焊接部，所述外防护板与底板的连接处同样设置有焊接部，通过搅拌摩擦焊接使外防护板与底板固定拼接在一起。本发明中，通过设置的多组感应器感应到周边弹性颗粒和短纤维丝材料的晃动幅度和受力方向，达到了快速定位碰撞位置的效果。
Description
技术领域
本发明涉及船舶底板制作技术领域，尤其涉及一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板。
背景技术
铝合金船体的抗撞击性能要比玻璃钢船和钢船都强，这一点随着船舶使用寿命的增长，会体现得越来越明显，铝合金材料在抗撞击性和抗腐蚀性上有很大的优势。
水下结构复杂，船舶在航行过程中会面对不同水下环境，当船舶底板碰撞到岩石或大形水下动物时，船舶底板的抗撞性能显的尤为重要，传统的船舶底板在航行过程中遇到撞击时，不能很快的锁定碰撞破损位置，一些破损严重的部位，如果不能第一时间锁定并修复，将会对整个船只造成不可逆的危害影响。
为此，我们提出一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板。
发明内容
本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板，包括外防护板和内防护板，所述外防护板和内防护板均为弧形结构的板，所述内防护板设置在外防护板的内部，外防护板和内防护板之间形成间隙，所述外防护板和内防护板的顶面设置有底板，所述内防护板的侧壁面靠近上侧位置处贯穿开设有左右对称的焊接口一，所述底板的顶面贯穿开设有左右对称的焊接口二，所述内防护板与底板的连接位置处设置有焊接部，所述外防护板与底板的连接处同样设置有焊接部，通过搅拌摩擦焊接使外防护板与底板固定拼接在一起，外防护板、内防护板和底板相互焊接固定在一起，所述外防护板和内防护板之间间隙位置处设置有内隔板，内隔板固定焊接在外防护板和内防护板之间，内隔板将外防护板和内防护板之间空间分隔呈上下两个空腔，位于内隔板上方的空腔为感应仓，位于内隔板下方的空腔为防撞仓。
作为优选，所述底板的顶面与底面均喷涂有防腐蚀涂层的。
作为优选，所述底板的两侧分别贯穿经过对应的焊接口一延伸到内防护板的侧壁面外部，所述外防护板的顶面两侧分别贯穿经过对应的焊接口二延伸到底板的顶面外部。
作为优选，所述防撞仓的内部填充有由天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶混合制成的混合橡胶，通过填充满的混合橡胶，使防撞仓具有防碰撞、防老化、抗击性能好、弹性好的特点，通过设置的防撞仓对内防护板和感应仓起保护作用。
作为优选，所述感应仓的内部填充有短纤维丝材料、弹性颗粒和微细颗粒物胶体，所述感应仓的内部均匀分布设置有多组感应器。
作为优选，所述总控制系统包括预警系统和防护系统，铝合金船舶底板上设置有多组预警雷达，预警雷达能使得铝合金船舶底板的防护系统及早作出反应，通过防护系统，防护系统包括数据处理与导航规划，通过将预警雷达探测到的数据进行规整处理，并通过所得数据设计航行规划，所述总控制系统还包括自动修复系统、报警系统和自检测系统。
作为优选，所述防护系统中，对船舶运动控制分为船舶运动建模和自动导航，运动模型主要分为分离型模型、整体型模型和响应型模型三类，分离型模型将裸船体、舵和桨分开进行单独受力分析，整体型模型则将三者作为一个受力整体，通过级数展开来获得各个水动力导数，响应型模型可看作整体型模型的简化，主要描述船舶转首运动对操舵响应的关系，整体型模型和响应型模型结构简单，多使用系统辩识方法来进行参数确定，从不同船型、不同航态下的动态特性中找出影响船舶操纵运动的因素和变化规律，并对操纵性指数作出建模和预报。
作为优选，所述自动修复系统对修复位置处进行跟踪检测，并将所得数据输送到报警系统，人们通过报警系统的响应读取数据，使人们读取实时修复状况。
有益效果
本发明提供了一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板。具备以下有益效果：
(1)、该一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板，通过设置的防撞仓对内防护板和感应仓起保护作用，感应仓的内部填充有短纤维丝材料、弹性颗粒和微细颗粒物胶体，感应器对感应仓内部的弹性颗粒和短纤维丝材料的运动路径进行感应，当外防护板受到外部撞击时，通过防撞仓对撞击力进行缓冲阻挡，撞击力对感应仓内部填充的弹性颗粒和短纤维丝材料产生影响，通过设置的多组感应器感应到周边弹性颗粒和短纤维丝材料的晃动幅度和受力方向，通过感应器快速精准锁定具体碰撞位置，达到了快速定位碰撞位置的效果。
(2)、该一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板，通过设置的防撞仓对内防护板和感应仓起保护作用，感应仓的内部填充有短纤维丝材料、弹性颗粒和微细颗粒物胶体，感应器对感应仓内部的弹性颗粒和短纤维丝材料的运动路径进行感应，当外防护板受到外部撞击时，通过防撞仓对撞击力进行缓冲阻挡，撞击力对感应仓内部填充的弹性颗粒和短纤维丝材料产生影响，通过设置的多组感应器感应到周边弹性颗粒和短纤维丝材料的晃动幅度和受力方向，通过感应器快速精准锁定具体碰撞位置，当防撞仓内填充的混合橡胶和内隔板受损破坏时，感应仓内强烈溢出的空气把感应仓内填充的微细颗粒物胶体一起泄出，被挤入破损裂口处的短纤维丝或微细颗粒物胶体瞬间将裂口堵住，从而保持感应仓内部有足够的气压，达到了快速修复受损面的效果。
(3)、该一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板，预警雷达采用12兆瓦以上的超高发射功率、高几十米宽几百米以上的电动扫描天线阵列，工作频率在超高频(UHF)和甚高频(VHF)波段，作用距离可达几千公里，预警雷达配上相应的高性能计算机数据处理系统，预警雷达能使得铝合金船舶底板的防护系统及早作出反应，达到了预测航行环境的效果。
(4)、该一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板，当防撞仓内填充的混合橡胶和内隔板受损破坏时，感应仓内强烈溢出的空气把感应仓内填充的微细颗粒物胶体一起泄出，被挤入破损裂口处的短纤维丝或微细颗粒物胶体瞬间将裂口堵住，通过自动修复系统对修复位置处进行跟踪检测，并将得数据输送到报警系统，人们通过报警系统的响应读取数据，使人们读取实时修复状况，达到了使人们对船舶底板进行实时监测的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明平面结构示意图；
图3为本发明图1中A处结构放大示意图；
图4为本发明控制系统流程图。
图例说明：
1、外防护板；2、内防护板；3、底板；4、防腐蚀涂层；5、焊接口一；6、焊接口二；7、焊接部；8、内隔板；9、防撞仓；10、感应仓；11、感应器；12、加强筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例：一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板，如图1-图4所示，包括外防护板1和内防护板2，外防护板1和内防护板2均为弧形结构的板，内防护板2设置在外防护板1的内部，外防护板1和内防护板2之间形成间隙，外防护板1和内防护板2的顶面设置有底板3，底板3的顶面与底面均喷涂有防腐蚀涂层4的，内防护板2的侧壁面靠近上侧位置处贯穿开设有左右对称的焊接口一5，底板3的两侧分别贯穿经过对应的焊接口一5延伸到内防护板2的侧壁面外部，底板3的顶面贯穿开设有左右对称的焊接口二6，外防护板1的顶面两侧分别贯穿经过对应的焊接口二6延伸到底板3的顶面外部，内防护板2与底板3的连接位置处设置有焊接部7，通过搅拌摩擦焊接使内防护板2与底板3固定拼接在一起，外防护板1与底板3的连接处同样设置有焊接部7，通过搅拌摩擦焊接使外防护板1与底板3固定拼接在一起，外防护板1、内防护板2和底板3相互焊接固定在一起，通过设置的外防护板1对内防护板2起防护作用，外防护板1和内防护板2之间间隙位置处设置有内隔板8，内隔板8固定焊接在外防护板1和内防护板2之间，内隔板8将外防护板1和内防护板2之间空间分隔呈上下两个空腔，位于内隔板8上方的空腔为感应仓10，位于内隔板8下方的空腔为防撞仓9，防撞仓9的内部填充有由天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶混合制成的混合橡胶，通过填充满的混合橡胶，使防撞仓9具有防碰撞、防老化、抗击性能好、弹性好的特点，通过设置的防撞仓9对内防护板2和感应仓10起保护作用，感应仓10的内部填充有短纤维丝材料、弹性颗粒和微细颗粒物胶体，感应仓10的内部均匀分布设置有多组感应器11，感应器11对感应仓10内部的弹性颗粒和短纤维丝材料的运动路径进行感应，当外防护板1受到外部撞击时，通过防撞仓9对撞击力进行缓冲阻挡，撞击力对感应仓10内部填充的弹性颗粒和短纤维丝材料产生影响，通过设置的多组感应器11感应到周边弹性颗粒和短纤维丝材料的晃动幅度和受力方向，通过感应器11快速精准锁定具体碰撞位置，当防撞仓9内填充的混合橡胶和内隔板8受损破坏时，感应仓10内强烈溢出的空气把感应仓10内填充的微细颗粒物胶体一起泄出，被挤入破损裂口处的短纤维丝或微细颗粒物胶体瞬间将裂口堵住，从而保持感应仓10内部有足够的气压，外防护板1的内壁面上等距固定焊接有多组加强筋12，通过设置的加强筋12提高外防护板1的受力强度。
一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板的防护系统，包括总控制系统，总控制系统包括预警系统和防护系统，铝合金船舶底板上设置有多组预警雷达，可以远距离发现水中目标，预警雷达属于一种远距离搜索雷达，采用12兆瓦以上的超高发射功率、高几十米宽几百米以上的电动扫描天线阵列，工作频率在超高频(UHF)和甚高频(VHF)波段，作用距离可达几千公里，预警雷达配上相应的高性能计算机数据处理系统，预警雷达能使得铝合金船舶底板的防护系统及早作出反应，通过防护系统，防护系统包括数据处理与导航规划，通过将预警雷达探测到的数据进行规整处理，并通过得数据设计航行规划，船舶自身运动状态主要包含前进、横移、首摇等方向上的位置角度和速度状态，通过高精度GPS/GNSS/北斗设备、罗经/惯导等设备获取的经纬度、航速、航向以及船首向等进行解算，其中，GPS和惯导获取的运动信息可进行相互融合形成组合导航，以减小惯导的累积误差，并提高定位实时性，对船舶运动控制分为船舶运动建模和自动导航，运动模型主要分为分离型模型、整体型模型和响应型模型三类，分离型模型将裸船体、舵和桨分开进行单独受力分析，整体型模型则将三者作为一个受力整体，通过级数展开来获得各个水动力导数，响应型模型可看作整体型模型的简化，主要描船舶转首运动对操舵响应的关系，整体型模型和响应型模型结构简单，多使用系统辩识方法来进行参数确定，从不同船型、不同航态下的动态特性中找出影响船舶操纵运动的因素和变化规律，并对操纵性指数作出建模和预报，总控制系统还包括自动修复系统、报警系统和自检测系统，由于铝合金船舶底板分为外防护板1和内防护板2，外防护板1和内防护板2之间设置有防撞仓9和感应仓10，当外防护板1受到外部撞击时，通过防撞仓9对撞击力进行缓冲阻挡，撞击力对感应仓10内部填充的弹性颗粒和短纤维丝材料产生影响，通过设置的多组感应器11感应到周边弹性颗粒和短纤维丝材料的晃动幅度和受力方向，通过感应器11快速精准锁定具体碰撞位置，通过自动修复系统控制感应仓10内感应器11感应数据进行汇总和处理，当防撞仓9内填充的混合橡胶和内隔板8受损破坏时，感应仓10内强烈溢出的空气把感应仓10内填充的微细颗粒物胶体一起泄出，被挤入破损裂口处的短纤维丝或微细颗粒物胶体瞬间将裂口堵住，通过自动修复系统对修复位置处进行跟踪检测，并将得数据输送到报警系统，人们通过报警系统的响应读取数据，使人们读取实时修复状况。
本发明的工作原理：通过设置的防撞仓9对内防护板2和感应仓10起保护作用，感应仓10的内部填充有短纤维丝材料、弹性颗粒和微细颗粒物胶体，感应器11对感应仓10内部的弹性颗粒和短纤维丝材料的运动路径进行感应，当外防护板1受到外部撞击时，通过防撞仓9对撞击力进行缓冲阻挡，撞击力对感应仓10内部填充的弹性颗粒和短纤维丝材料产生影响，通过设置的多组感应器11感应到周边弹性颗粒和短纤维丝材料的晃动幅度和受力方向，通过感应器11快速精准锁定具体碰撞位置。
通过设置的防撞仓9对内防护板2和感应仓10起保护作用，感应仓10的内部填充有短纤维丝材料、弹性颗粒和微细颗粒物胶体，感应器11对感应仓10内部的弹性颗粒和短纤维丝材料的运动路径进行感应，当外防护板1受到外部撞击时，通过防撞仓9对撞击力进行缓冲阻挡，撞击力对感应仓10内部填充的弹性颗粒和短纤维丝材料产生影响，通过设置的多组感应器11感应到周边弹性颗粒和短纤维丝材料的晃动幅度和受力方向，当防撞仓9内填充的混合橡胶和内隔板8受损破坏时，感应仓10内强烈溢出的空气把感应仓10内填充的微细颗粒物胶体一起泄出，被挤入破损裂口处的短纤维丝或微细颗粒物胶体瞬间将裂口堵住，从而保持感应仓10内部有足够的气压。
预警雷达采用12兆瓦以上的超高发射功率、高几十米宽几百米以上的电动扫描天线阵列，工作频率在超高频(UHF)和甚高频(VHF)波段，作用距离可达几千公里，预警雷达配上相应的高性能计算机数据处理系统，预警雷达能使得铝合金船舶底板的防护系统及早作出反应。
当防撞仓9内填充的混合橡胶和内隔板8受损破坏时，感应仓10内强烈溢出的空气把感应仓10内填充的微细颗粒物胶体一起泄出，被挤入破损裂口处的短纤维丝或微细颗粒物胶体瞬间将裂口堵住，通过自动修复系统对修复位置处进行跟踪检测，并将得数据输送到报警系统，人们通过报警系统的响应读取数据，使人们读取实时修复状况。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板，包括外防护板(1)和内防护板(2)，所述外防护板(1)和内防护板(2)均为弧形结构的板，其特征在于：所述内防护板(2)设置在外防护板(1)的内部，外防护板(1)和内防护板(2)之间形成间隙，所述外防护板(1)和内防护板(2)的顶面设置有底板(3)，所述内防护板(2)的侧壁面靠近上侧位置处贯穿开设有左右对称的焊接口一(5)，所述底板(3)的顶面贯穿开设有左右对称的焊接口二(6)，所述内防护板(2)与底板(3)的连接位置处设置有焊接部(7)，所述外防护板(1)与底板(3)的连接处同样设置有焊接部(7)，通过搅拌摩擦焊接使外防护板(1)与底板(3)固定拼接在一起，外防护板(1)、内防护板(2)和底板(3)相互焊接固定在一起，所述外防护板(1)和内防护板(2)之间间隙位置处设置有内隔板(8)，内隔板(8)固定焊接在外防护板(1)和内防护板(2)之间，内隔板(8)将外防护板(1)和内防护板(2)之间空间分隔呈上下两个空腔，位于内隔板(8)上方的空腔为感应仓(10)，位于内隔板(8)下方的空腔为防撞仓(9)。
2.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板，其特征在于：所述底板(3)的顶面与底面均喷涂有防腐蚀涂层(4)的。
3.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板，其特征在于：所述底板(3)的两侧分别贯穿经过对应的焊接口一(5)延伸到内防护板(2)的侧壁面外部，所述外防护板(1)的顶面两侧分别贯穿经过对应的焊接口二(6)延伸到底板(3)的顶面外部。
4.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板，其特征在于：所述防撞仓(9)的内部填充有由天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶混合制成的混合橡胶，通过填充满的混合橡胶，使防撞仓(9)具有防碰撞、防老化、抗击性能好、弹性好的特点，通过设置的防撞仓(9)对内防护板(2)和感应仓(10)起保护作用。
5.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板，其特征在于：所述感应仓(10)的内部填充有短纤维丝材料、弹性颗粒和微细颗粒物胶体，所述感应仓(10)的内部均匀分布设置有多组感应器(11)。
6.一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板的防护系统，包括总控制系统，其特征在于：所述总控制系统包括预警系统和防护系统，铝合金船舶底板上设置有多组预警雷达，预警雷达能使得铝合金船舶底板的防护系统及早作出反应，通过防护系统，防护系统包括数据处理与导航规划，通过将预警雷达探测到的数据进行规整处理，并通过所得数据设计航行规划，所述总控制系统还包括自动修复系统、报警系统和自检测系统。
7.根据权利要求6所述的一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板的防护系统，其特征在于：所述防护系统中，对船舶运动控制分为船舶运动建模和自动导航，运动模型主要分为分离型模型、整体型模型和响应型模型三类，分离型模型将裸船体、舵和桨分开进行单独受力分析，整体型模型则将三者作为一个受力整体，通过级数展开来获得各个水动力导数，响应型模型可看作整体型模型的简化，主要描述船舶转首运动对操舵响应的关系，整体型模型和响应型模型结构简单，多使用系统辩识方法来进行参数确定，从不同船型、不同航态下的动态特性中找出影响船舶操纵运动的因素和变化规律，并对操纵性指数作出建模和预报。
8.根据权利要求6所述的一种搅拌摩擦焊铝合金船舶底板的防护系统，其特征在于：所述自动修复系统对修复位置处进行跟踪检测，并将所得数据输送到报警系统，人们通过报警系统的响应读取数据，使人们读取实时修复状况。
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