CN204452783U - 基于圆弧过度型斜内底和水平内底的倾斜双层底船舶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于圆弧过度型斜内底和水平内底的倾斜双层底船舶，包括双层结构的舷侧和底部；所述底部两侧为倾斜结构，中部为平直结构，底边舱斜底板(1)和内底板(2)为一整张压弯板，所述压弯板的压弯处两侧平板结构分别用作所述斜底板(1)和所述内底板(2)；所述斜底板(1)、所述内底板(2)在压弯处下方连接了内底边纵桁(3)，并使得所述斜底板(1)底边线、所述内底板(2)底边线以及所述内底边纵桁(3)的中心线相交于一点。本实用新型在有效提高耐疲劳强度的同时，简化了建造、加工工艺，提高了工作效率，具有成本低、强度高的优点。

Description

基于圆弧过度型斜内底和水平内底的倾斜双层底船舶

技术领域

本发明涉及双层底为倾斜双层底的双舷侧船舶，更具体地说，涉及斜底板、内底板和内底变纵桁对位结构的改进。

背景技术

图1显示了现有技术双舷侧船舶中心对称一侧的截面，具有倾斜双层底结构。图2显示了图1所示现有技术船舶中双壳双底货舱斜底板、内底板和内底变纵桁采用直接对位焊接的结构，其中，标号1为斜底板，标号2为内底板，标号3为内底边纵桁。由于少压载水货舱斜底与内地夹角较小，连接为对接焊。这种结构耐疲劳强度不好，易出现裂纹，在生产的过程中又存在焊接打磨困难的问题。

本发明针对图1所示的船型、图2所示船型局部连接结构做的改进。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种三线对位圆弧过渡型底边舱斜底板与内底板连接的结构设计，其目的旨在节约钢材的前提下提高疲劳强度，同时减少焊接打磨工作量；而且通过优化圆弧结构避免了在油船的营运过程中货舱斜底板与内底板连接出现裂纹的问题，从而使得结构达到成本低、强度高的优点。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于圆弧过度型斜内底和水平内底的倾斜双层底船舶，包括双层结构的舷侧和底部；所述底部两侧为倾斜结构，中部为平直结构。其中，底边舱斜底板和内底板为一整张压弯板，所述压弯板的压弯处两侧平板结构分别用作所述斜底板和所述内底板；所述斜底板、所述内底板在压弯处下方连接了内底边纵桁，并使得所述斜底板的底边线、所述内底板的底边线以及所述内底边纵桁的中心线相交于一点。

优选方式下，在所述斜底板与所述内底板下方同时垂直于所述斜底板、内底板以及内底边纵桁间隔设置垂向加强筋式结构。

本发明货舱结构，尤其适用于少压载水油船货舱，主要设计了三线对位圆弧过渡型的底边舱斜底板与内底板连接结构，采用压弯圆弧过渡形式连接底边舱斜底板与内底板，有效的减少焊接、打磨工作量。本发明内底边纵桁采用三线对位的布置，有效地消除了在圆弧周围产生的附加弯矩，从而降低应力，达到提高强度的作用；内底边纵桁端部采用10-20°削斜，有效的增加了接触面积，同样就增加了传递面积，从而减小应力。强框架圆弧位置的加强采用前后各200-400mm处垂向布置，增加了强框架处的有效支撑，改善了强框架处的应力集中。综上，本发明在有效提高耐疲劳强度的同时，简化了建造、加工工艺，提高了工作效率，具有成本低、强度高的优点。

附图说明

图1是倾斜双层底的双舷侧船舶的横剖面结构布置图(左舷)。

图2是图1中B处的放大图，显示了现有技术一种油船货舱斜底板与内底板直接对位连接的结构示意图；

图3是本发明油船货舱斜底板与内底板连接的结构示意图；

图4是图3中A-A向投影的结构示意图；

图5是垂向加强筋的详图。

图6是图3中C处的放大结构示意图。

具体实施方式

本发明针对图1所示的船型、图2所示船型局部连接结构做的改进。货舱结构，包括底边舱斜底板1、内底板2以及下部垂向支撑的内底边纵桁3。其中，斜底板1与内底板2通过一张板材利用压弯圆弧过渡形式连接,优选方式下，纵向斜底板1与内底板2连接圆弧的半径尺寸100-200毫米。各类板材的厚度根据现有技术下的船舶型式选择。此外，上述三线对位圆弧过渡型底边舱斜底板与内底板连接结构设置于货舱首部舱内时，圆弧半径随线型增加。

图3示出了斜底板1与内底板2通过一张板材利用压弯圆弧过渡形式连接,斜底板1与内底板2连接圆弧的半径尺寸100-200毫米。内底边纵桁3支撑于所述斜底板1与内底板2延展面相交的折角线6下方，并使得所述斜底板的底边线、所述内底板的底边线以及所述内底边纵桁的板厚中心线相交于一点。所述内底边纵桁3的顶端为10-20°斜面，顶靠在圆弧过渡处并焊接固定。

图4示出了垂直于所述斜内底板1与所述内底板2下方的强肋板4与加强筋5的布置图(为虚线，表示本图中不可见的部分)。强肋板4与加强筋5同时垂直于所述的内底边纵桁3，加强筋5与强肋板4的距离为200-400毫米，以少压载水VLCC船为例，其距离为300mm。

图5示出了同时垂直于斜内底1、内底板2以及内底边纵桁3的加强筋5的结构形式。

图6示出了公式2中力臂L在本发明中的理论值，即L为斜底板平面板厚中心线7与内底板厚中心线8交点到内底边纵桁中心线9的距离。

内底边纵桁3支撑于斜底板1与内底板2延展面相交的折角线下方。优选方式下，所述内底边纵桁3的顶端为10-20°斜面，顶靠在圆弧过渡处并焊接固定。

此外，在斜底板1与内底板2下方同时垂直于斜底板1、内底板2以及内底边纵桁3设置垂向加强筋5(图4中位于后侧，不可见，用虚线表示)。优选方式下，所述垂向加强筋距所述斜底板1、内底板2下部的加强肋板4的距离为200-400毫米。

本发明最优方式，采用三线对位的结构，能够有效减小应力，减少焊接量(约40％)。下面以少压载水VLCC船NO.3货舱的底边舱斜底板与内底板连接结构为例，通过利用有限元模型的分析，以及对多个布置的评估选择，说明本发明最优连接型式的优点。如图3所示，圆弧的半径尺寸100毫米，使内底板1和斜底板2的底边延长线的交点位于底部纵桁3的板厚中心线上。少压载水VLCC船斜底板与水平方向的夹角为18°，与内底边纵桁倾斜角度为72°，内地边纵桁端部削斜角度取10°时，接触面积最大，强框架圆弧位置的垂向加强筋5采用距强肋板4前后各300mm处垂向布置。

圆弧位置的应力公式为：

$R=\frac{F}{A}+\frac{M_{\mathrm{hull}}}{Z}+\frac{M_{\mathrm{knuckle}}}{Z}---\left(1\right)$

其中：F 为圆弧承受的拉力；

M_hull 为船体梁的弯矩；

M_knuckle 为圆弧承受的局部弯矩；

A      为圆弧截面积；

Z      为圆弧剖面模数；

由公式1可以得出，F、M_hull、M_knuckle任意一项减小都会减小应力。其中F、M_hull为船体梁总体载荷，不受局部圆弧布置影响，而M_knuckle是局部圆弧布置不对位引起的弯矩。

M_knuckle＝P*L  (2)

其中：P为斜底板的拉力；

L为斜底板平面到内底边纵桁连接点的距离

由公式2可以得出，P为船体梁总体载荷大小，不受局部圆弧布置影响，而L是局部圆弧布置不对位引起的力臂大小(如图2所示)。

本发明就是应用的三线对位的原理，合理设计圆弧半径，使内底板和斜底板的外底的延长线的交点与板厚中心线延长线的交点的距离在工艺施工误差范围内，使L力臂尽量小，以少压载水VLOC为例，L力臂的理论值为1.7mm，远小于图2所示连接方式的力臂L。疲劳寿命与疲劳损伤量成反比。降低疲劳损伤量是提高疲劳寿命的有效方法。也就是降低应力是提高疲劳寿命的有效方法。而且在有效提高疲劳强度的同时，有效的减少焊接、打磨工作量,简化了建造、加工工艺，提高了工作效率。因此本发明具有成本低、强度高的优点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于圆弧过度型斜内底和水平内底的倾斜双层底船舶，包括双层结构的舷侧和底部；所述底部两侧为倾斜结构，中部为平直结构，其特征在于，

底边舱斜底板(1)和内底板(2)为一整张压弯板，所述压弯板的压弯处两侧平板结构分别用作所述斜底板(1)和所述内底板(2)；

所述斜底板(1)、所述内底板(2)在压弯处下方连接了内底边纵桁(3)，并使得所述斜底板(1)底边线、所述内底板(2)底边线以及所述内底边纵桁(3)的中心线相交于一点。

2.根据权利要求1所述基于圆弧过度型斜内底和水平内底的倾斜双层底船舶，其特征在于，在所述斜底板(1)与所述内底板(2)在双层底一侧同时垂直于所述斜底板(1)、内底板(2)以及内底边纵桁(3)间隔设置垂向加强筋式结构。