CN115009465A - 一种高应力疲劳区舱壁的开孔方法和开孔结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于船舶设计技术领域，公开了一种高应力疲劳区舱壁的开孔方法和开孔结构。高应力疲劳区舱壁的开孔方法首先在舱壁上开设第一孔，第一孔边缘光顺且满足舱壁的强度需求；然后在第一孔内设置加强面板，在加强面板上设置舾装封板；进而在舾装封板上开设第二孔安装门窗。本发明通过特定的满足强度需求的边缘光顺的第一孔安装舾装封板，解决了在不降低舱壁强度的情况下安装门窗的问题，使得舱壁设计更简单，且舾装封板上开孔更加灵活和方便，可以实现任意位置的门窗安装，满足使用需求，舾装封板和舱壁之间通过加强面板连接，利于增加舱壁上第一孔的强度，利于降低舱壁设计成本和门窗安装成本。

Description

一种高应力疲劳区舱壁的开孔方法和开孔结构

技术领域

本发明涉及船舶设计技术领域，尤其涉及一种高应力疲劳区舱壁的开孔方法和开孔结构。

背景技术

在船舶设计中，高应力、高疲劳区域的舱壁上通常避免直接布置门窗，以便确保舱壁的可靠安全服役，但是往往会增加舱室的设计难度。在实际布置过程中也会有不得不布置门窗的情况发生，此类情况下，就必须考虑增加开孔周围舱壁结构的强度，优化结构形式，导致设计和建造成本的增加。尤其在项目进入生产设计后期，高应力、高疲劳区域的舱壁结构形式已经确定的情况下，如果需要在舱壁上开方形的防火门或窗的安装孔，需要同时考虑安装孔的强度和可能对舱壁的强度影响，因此在不影响舱壁应力强度的情况下在舱壁上设置用于安装门窗的安装孔，是亟需解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高应力疲劳区舱壁的开孔方法和开孔结构，以解决舱壁上直接开孔设置门窗造成的应力强度降低和成本高的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高应力疲劳区舱壁的开孔方法，包括如下步骤：

S1，在舱壁上开设第一孔，所述第一孔边缘光顺且满足所述舱壁的强度需求；

S2，在所述第一孔内设置加强面板；

S3，在所述加强面板上设置舾装封板；

S4，在所述舾装封板上开设第二孔，所述第二孔处安装门窗。

可选地，所述加强面板贴靠所述第一孔的孔壁设置且与所述舱壁固定连接。

可选地，所述舾装封板设置在所述加强面板的端面且与所述加强面板固定连接，所述舾装封板平行于所述舱壁设置。

本发明还提供一种高应力疲劳区舱壁的开孔结构，应用本发明提供的高应力疲劳区舱壁的开孔方法，高应力疲劳区舱壁的开孔结构包括：

舱壁，所述舱壁设有第一孔，所述第一孔边缘光顺且满足所述舱壁的强度需求；

加强面板，所述加强面板穿设在所述第一孔内并固定在所述第一孔的孔壁上；

舾装封板，所述舾装封板设于所述加强面板的一端并固定在所述加强面板上；所述舾装封板上设有第二孔，所述第二孔作为门窗的安装孔。

可选地，所述舾装封板焊接固定在所述加强面板的端面上。

可选地，所述舾装封板平行于所述舱壁设置。

可选地，所述加强面板为连续不间断的薄板件并贴靠所述第一孔的孔壁设置，所述加强面板与所述舱壁的两个侧面分别焊接固定。

可选地，所述第一孔的顶角为圆角，所述顶角的中心角为90°。

可选地，所述第一孔的顶角的半径为500mm-1000mm。

可选地，所述加强面板的两端相对于所述第一孔对称设置。

本发明的有益效果：

本发明的一种高应力疲劳区舱壁的开孔方法，通过在舱壁上开设第一孔，在第一孔内设置加强面板；在加强面板上设置舾装封板，进而可以将安装门窗的第二孔开设在舾装封板上，通过特定的满足强度需求的边缘光顺的第一孔安装舾装封板，解决了在不降低舱壁强度的情况下安装门窗的问题，利于降低设计成本和安装成本。

本发明的一种高应力疲劳区舱壁的开孔结构，将现有技术中直接在舱壁上开孔安装门窗，改为在舱壁上设置舾装封板来开孔和安装门窗，使得舱壁设计更简单，且舾装封板上开孔更加灵活和方便，可以实现任意位置的门窗安装，满足使用需求。舾装封板和舱壁之间通过加强面板连接，利于增加舱壁上第一孔的强度，且第一孔在满足舱壁强度的情况下设置为边缘光顺的结构，利于安装密封和尺寸设计，节约设计成本和制造成本。

附图说明

图1是本发明的一种高应力疲劳区舱壁的开孔方法流程图；

图2是本发明的一种高应力疲劳区舱壁的开孔结构示意图；

图3是图2的A-A截面示意图。

图中：

1.舱壁；11.第一孔；2.加强面板；3.舾装封板；31.第二孔；4.门窗。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本发明提供一种高应力疲劳区舱壁的开孔方法，如图1所示流程，结合图2和图3，包括如下步骤：

S1，在舱壁1上开设第一孔11，第一孔11边缘光顺且满足舱壁1的强度需求；

S2，在第一孔11内设置加强面板2；

S3，在加强面板2上设置舾装封板3；

S4，在舾装封板3上开设第二孔31，第二孔31处安装门窗4。

可以理解，本发明的一种高应力疲劳区舱壁的开孔方法，通过在舱壁1上开设第一孔11，由于第一孔11与门窗4的形状和尺寸无关，即第一孔11的尺寸大于待安装的门窗4的尺寸，因此可以将第一孔11设置为边缘光顺的孔，按照满足舱壁1强度的要求进行孔尺寸设计，利于降低舱壁1的设计成本。在第一孔11内设置加强面板2，利于进一步增强第一孔11处的强度。在加强面板2上设置舾装封板3，进而可以将安装门窗4的第二孔31开设在舾装封板3上，通过特定的满足强度需求的边缘光顺的第一孔11安装舾装封板3，将现有技术中的直接才舱壁1上开设门窗4的安装孔，转换成了在舾装封板3上开设安装门窗4的第二孔31，解决了在不降低舱壁1强度的情况下安装门窗4的问题，利于降低设计成本和安装成本。在舾装封板3上开第二孔31，便于开设多个数量和尺寸的第二孔31，不影响舱壁1本身强度。

可选地，加强面板2贴靠第一孔11的孔壁设置且与舱壁1固定连接。

如图3所示，将加强面板2贴靠在第一孔11孔壁以实现加强面板2与舱壁1的直接接触连接，进而可以增强舱壁1在第一孔11处的强度，固定连接方式可以选择焊接固定。

可选地，舾装封板3设置在加强面板2的端面且与加强面板2固定连接，舾装封板3平行于舱壁1设置。

如图3，加强面板2穿设在第一孔11内两端均突出于舱壁1，舾装封板3焊接固定在加强面板2的一个端面上，形成与舱壁1平行设置的第二个安装平面，通过加强面板2为舾装封板3提供足够的安装强度，并将用于安装门窗4的第二孔31开设在舾装封板3上，便于得到标准尺寸或设计尺寸的第二孔31且不影响舱壁1，进而实现了门窗4的灵活安装，简化了舱壁1的设计，降低设计成本。

本发明还提供一种高应力疲劳区舱壁的开孔结构，应用本发明提供的高应力疲劳区舱壁的开孔方法，如图2和图3所示，高应力疲劳区舱壁的开孔结构包括舱壁1、加强面板2和舾装封板3，舱壁1设有第一孔11，第一孔11边缘光顺且满足舱壁1的强度需求；加强面板2穿设在第一孔11内并固定在第一孔11的孔壁上；舾装封板3设于加强面板2的一端并固定在加强面板2上；舾装封板3上设有第二孔31，第二孔31作为门窗4的安装孔。

本发明的一种高应力疲劳区舱壁的开孔结构，将现有技术中直接在舱壁1上开孔安装门窗4，改为在舱壁1上设置舾装封板3来开孔和安装门窗4，使得舱壁1设计更简单，且舾装封板3上开孔更加灵活和方便，可以实现任意位置和数量的门窗4安装，满足使用需求。舾装封板3和舱壁1之间通过加强面板2连接，利于增加舱壁1上第一孔11的强度，且第一孔11在满足舱壁1强度的情况下设置为边缘光顺的结构，利于安装密封和尺寸设计，节约设计成本和制造成本。可以理解，一般的门窗4的安装孔为顶角为直角的矩形孔，因此如果直接在舱壁1上开孔，会对舱壁1的应力强度造成很大的影响，相当于形成了应力缺口，因此为了避免直角开孔，在舱壁1上先开设边缘光顺的第一孔11，第一孔11的尺寸较大，不会对舱壁1的应力强度造成较大的影响。同时，通过加强面板2穿设在第一孔11内可以进一步增强第一孔11处的开孔强度，并且其特征在于加强面板2起到安装舾装封板3的作用，避免舾装封板3直接安装在舱壁1上造成安装缺陷，包括开孔连接或焊接造成的应力区域变化。

可选地，舾装封板3焊接固定在加强面板2的端面上。

如图3所示，舾装封板3的尺寸大于第一孔11的开孔尺寸，使得舾装封板3能够完全覆盖在加强面板2的端面，将舾装封板3和加强面板2之间进行焊接固定，密封性能好，连接强度大，利于金属板件之间的良好接触密封。需要说明的是，舾装封板3与加强面板2的两个侧面之间分别焊接有焊缝，确保受力均衡。

可选地，舾装封板3平行于舱壁1设置。

如图2和图3所示，舾装封板3在安装后，能够覆盖第一孔11所在区域以便得到较大面积的舾装封板3的使用面积。舾装封板3在与加强面板2的端面焊接固定后，与舱壁1之间具有一定的间隙，方便安装以及焊接操作，同时，舾装封板3可以设置超过第一孔11的较大的面积，加强面板2的端面连接舾装封板3，可以起到增强和维持第一孔11的形状的作用，增强第一孔11处的舱壁1的强度。优选设计舾装封板3平行于舱壁1，如图3，使得加强面板2两端的受力稳定均衡，增强效果更好。

可选地，加强面板2为连续不间断的薄板件并贴靠第一孔11的孔壁设置，加强面板2与舱壁1的两个侧面分别焊接固定。

可以理解，在具体实施时，可以先将加强面板2设置为与第一孔11的孔径相同的圆筒状，将圆筒状的加强面板2穿设在第一孔11内，两端突出于舱壁1的长度相等，且加强面板2垂直于舱壁1设置，加强面板2的外侧壁与舱壁2两侧面之间分别焊接固定形成两条焊缝，密封性能好，连接强度高。且加强面板2能够提高第一孔11的使用强度，避免应力集中和应力缺陷等的产生，提高舱壁1的使用可靠性。

可选地，第一孔11的顶角为圆角，顶角的中心角为90°。

如图2所示实施例中，第一孔11具有四个顶角，均匀圆角过渡，每个顶角的中心角为90°，顶角的两条边之间通过直线段孔壁连接，形成不规则形状的第一孔11。本实施例中，第一孔11的顶角的半径为500mm-1000mm，其中，左侧两个顶角的半径为500mm，右侧两个顶角的半径为1000mm，舾装封板3具有与第一孔11相同的形状，舾装封板3的边缘略大于第一孔11的孔壁以便于与加强面板2的端面焊接固定。

可选地，加强面板2的两端相对于第一孔11对称设置。

如图3，加强面板2的两端相对于第一孔11对称设置，即相对于舱壁1对称设置，因此，可以选择在加强面板2的任意一端的端面上连接固定舾装封板3，且加强面板2对称设置，便于形成均衡的受力，一般地，加强面板2的厚度大于舾装封板3的厚度，以使其具有较好的增强效果和连接强度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高应力疲劳区舱壁的开孔方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，在舱壁(1)上开设第一孔(11)，所述第一孔(11)边缘光顺且满足所述舱壁(1)的强度需求；

S2，在所述第一孔(11)内设置加强面板(2)；

S3，在所述加强面板(2)上设置舾装封板(3)；

S4，在所述舾装封板(3)上开设第二孔(31)，所述第二孔(31)处安装门窗(4)。

2.根据权利要求1所述的高应力疲劳区舱壁的开孔方法，其特征在于，所述加强面板(2)贴靠所述第一孔(11)的孔壁设置且与所述舱壁(1)固定连接。

3.根据权利要求1所述的高应力疲劳区舱壁的开孔方法，其特征在于，所述舾装封板(3)设置在所述加强面板(2)的端面且与所述加强面板(2)固定连接，所述舾装封板(3)平行于所述舱壁(1)设置。

4.一种高应力疲劳区舱壁的开孔结构，其特征在于，包括：

舱壁(1)，所述舱壁(1)设有第一孔(11)，所述第一孔(11)边缘光顺且满足所述舱壁(1)的强度需求；

加强面板(2)，所述加强面板(2)穿设在所述第一孔(11)内并固定在所述第一孔(11)的孔壁上；

舾装封板(3)，所述舾装封板(3)设于所述加强面板(2)的一端并固定在所述加强面板(2)上；所述舾装封板(3)上设有第二孔(31)，所述第二孔(31)作为门窗(4)的安装孔。

5.根据权利要求4所述的高应力疲劳区舱壁的开孔结构，其特征在于，所述舾装封板(3)焊接固定在所述加强面板(2)的端面上。

6.根据权利要求4所述的高应力疲劳区舱壁的开孔结构，其特征在于，所述舾装封板(3)平行于所述舱壁(1)设置。

7.根据权利要求4所述的高应力疲劳区舱壁的开孔结构，其特征在于，所述加强面板(2)为连续不间断的薄板件并贴靠所述第一孔(11)的孔壁设置，所述加强面板(2)与所述舱壁(1)的两个侧面分别焊接固定。

8.根据权利要求4所述的高应力疲劳区舱壁的开孔结构，其特征在于，所述第一孔(11)的顶角为圆角，所述顶角的中心角为90°。

9.根据权利要求8所述的高应力疲劳区舱壁的开孔结构，其特征在于，所述第一孔(11)的顶角的半径为500mm-1000mm。

10.根据权利要求4所述的高应力疲劳区舱壁的开孔结构，其特征在于，所述加强面板(2)的两端相对于所述第一孔(11)对称设置。

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