CN210139941U - 一种用于多板连接的非标轧制型材 - Google Patents

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邱伟强
黄锴
顾雅娟
李慧鹏
燕家乐
刘宇辰
李留洋
陈莹
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Abstract

本实用新型公开一种用于多板连接的非标轧制型材,包括内底板、第一连接板以及第二连接板,第一连接板位于内底板的左侧,第二连接板位于第一连接板的上方;还包括型材本体,型材本体包括连接件和圆弧连接件;连接件的上端面与第二连接板的下端面呈一定角度且相互之间固定连接,连接件的左端面与第一连接板的右端面呈一定角度且相互之间固定连接,圆弧连接件的下端面中心处设有底纵桁,圆弧连接件的右端面与内底板的左端面之间呈一定角度且相互之间固定连接。该非标轧制型材,疲劳强度更好,与相近结构的焊接工艺简单;避免了过多的打磨和无损探伤检验;工艺容错率高;没有弯板初始应力或者焊接初始应力;节省部分涂漆工作。

Description

一种用于多板连接的非标轧制型材
技术领域
本实用新型涉及一种非标轧制型材,尤其涉及一种用于多板连接的非标轧制型材。
背景技术
目前散货船和液货船内底折角处最常用的结构形式是直接焊接形式,如附图 1所示;也有部分结构形式采用的圆弧型弯板的形式,如附图2所示。直接焊接的连接形式对于该区域的焊缝质量要求极高,对船厂工艺水平要求极高,而且该区域强制要求进行刨根、吹白、无损探伤,为船厂增加了较多的建造成本和检验成本。而如果采用圆弧型弯板的形式,则不利于局部的刚度(与对齐内底板的大肘板无法施工)和圆弧板前后之间的对接;而且厚钢板在压弯过程中可能存在初始应力。不管采用哪种结构连接形式,都会有一些方面力学、工艺或者建造成本方面的缺陷。
综上,现有散货船和液货船内底折角处的连接结构普遍存在以下问题:(1) 采用直接焊接连接折角处对于该区域的焊缝质量要求极高;(2)采用圆弧型弯板的形式,则不利于局部的刚度和圆弧板前后之间的对接;(3)厚钢板在压弯过程中存在初始应力。
因此,针对现有散货船和液货船内底折角处的连接结构采用直接焊接连接折角处对于该区域的焊缝质量要求极高、采用圆弧型弯板的形式,则不利于局部的刚度和圆弧板前后之间的对接以及厚钢板在压弯过程中存在初始应力等问题,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型为解决现有散货船和液货船内底折角处的连接结构采用直接焊接连接折角处对于该区域的焊缝质量要求极高、采用圆弧型弯板的形式,则不利于局部的刚度和圆弧板前后之间的对接以及厚钢板在压弯过程中存在初始应力等问题,提供了一种用于多板连接的非标轧制型材。
为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
提供了一种用于多板连接的非标轧制型材,包括内底板、第一连接板以及第二连接板,所述第一连接板位于所述内底板的左侧,所述第二连接板位于所述第一连接板的上方;还包括型材本体,所述型材本体包括从左至右依次设置的连接件和圆弧连接件;所述连接件的上端面与所述第二连接板的下端面呈一定角度且相互之间固定连接,所述连接件的左端面与所述第一连接板的右端面呈一定角度且相互之间固定连接,所述圆弧连接件的下端面中心处设有底纵桁,所述圆弧连接件的右端面与所述内底板的左端面之间呈一定角度且相互之间固定连接。
进一步地,所述第一连接板为与所述内底板对齐的肘板或其他区域的所述内底板。
进一步地,所述第二连接板为底边舱斜板或横舱壁底墩斜板。
进一步地,所述圆弧连接件的圆心角介于90°~135°之间且所述圆弧连接件的圆弧半径不小于所述内底板1厚度的三倍且不小于80mm。
进一步地,当所述圆弧连接件的圆心角介于90°~135°之间,且所述圆弧连接件的圆弧半径不小于所述内底板1厚度的三倍且不小于80mm时,所述第一连接板的右端面与所述连接件的左端面之间呈20°,所述圆弧连接件的右端面与所述内底板的左端面之间呈40°。
进一步地举例说明,当所述圆弧连接件的圆心角为135°,所述圆弧连接件的圆弧半径不小于所述内底板厚度的三倍下不小于80mm时,所述第二连接板的下端面与所述连接件的上端面之间呈45°,所述第一连接板的右端面与所述连接件的左端面之间呈20°,所述圆弧连接件的右端面与所述内底板的左端面之间呈 40°时,所述连接件上端面至所述第一连接板下端面的最短垂直距离范围为3倍所述内底板的厚度至3倍所述内底板1的厚度加20mm;所述连接件的上端面的长度范围为1.4倍所述第二连接板的厚度至1.6倍所述第二连接板的厚度;所述连接件的左端面至所述底纵桁垂直中心线的垂直距离范围为3倍所述内底板的厚度加5mm至3倍所述内底板的厚度加30mm;所述圆弧连接件的右端面至所述底纵桁垂直中心线的垂直距离范围为6倍所述内底板的厚度加10mm至6倍所述内底板的厚度加60mm。
进一步地举例说明,当所述圆弧连接件的圆心角为90°,所述圆弧连接件的圆弧半径不小于所述内底板厚度的三倍且不小于80mm时,所述第二连接板的下端面与所述连接件的上端面之间呈45°,所述第一连接板的右端面与所述连接件的左端面之间呈20°,所述圆弧连接件的右端面与所述内底板的左端面之间呈40°时,所述连接件上端面至所述第一连接板下端面的最短垂直距离范围为4倍所述内底板的厚度至4倍所述内底板的厚度加20mm;所述连接件的上端面的长度范围为所述内底板与所述第二连接板垂直相交的厚度至所述内底板与所述第二连接板垂直相交的厚度加上3mm;所述连接件的左端面至所述底纵桁垂直中心线的垂直距离范围为60-80mm;所述圆弧连接件的右端面至所述底纵桁垂直中心线的垂直距离范围为4倍所述内底板的厚度至4倍所述内底板的厚度加20mm。
进一步地举例说明,当所述圆弧连接件的圆心角为110°,所述圆弧连接件的圆弧半径不小于所述内底板厚度的三倍且不小于80mm时,所述第二连接板的下端面与所述连接件的上端面之间呈45°,所述第一连接板的右端面与所述连接件的左端面之间呈20°,所述圆弧连接件的右端面与所述内底板的左端面之间呈40°时,所述连接件上端面至所述第一连接板下端面的最短垂直距离范围为4倍所述内底板的厚度减20mm至4倍所述内底板的厚度加5mm;所述连接件的上端面的长度范围为所述内底板与所述第二连接板垂直相交的厚度至所述内底板与所述第二连接板垂直相交的厚度加上3mm;所述连接件的左端面至所述底纵桁垂直中心线的垂直距离范围为60-80mm;所述圆弧连接件的右端面至所述底纵桁垂直中心线的垂直距离范围为4倍所述内底板1的厚度加10mm至4倍所述内底板的厚度加30mm。
进一步地,所述型材本体的材质为弹性屈服极限235Mpa的普通低碳钢或弹性屈服极限达到315Mpa、355Mpa或者390Mpa的高强度钢。
进一步地,所述型材本体采用轧制球扁钢工艺方法制备。
本实用新型采用上述技术方案,与现有技术相比,具有如下技术效果:
本实用新型提供的用于多板连接的非标轧制型材,疲劳强度更好;与相近结构的焊接工艺简单;避免了过多的打磨和无损探伤检验;工艺容错率高;没有弯板初始应力或者焊接初始应力;节省部分涂漆工作;此外,该型材在外表形状方面较为接近球扁钢的球头区域,有利于缓解多板垂直相交处或者斜交处的应力集中情况,有利于局部结构的安全性。
附图说明
图1为现有散货船和液货船内底折角处采用直接焊接形式的结构示意图;
图2为现有散货船和液货船内底折角处采用圆弧型弯板的结构示意图;
图3为本实用新型用于多板连接的非标轧制型材中圆弧连接件圆心角为 135°且圆弧连接件右端面垂直设置时的结构示意图;
图4为本实用新型用于多板连接的非标轧制型材中圆弧连接件圆心角为 135°且内底板左端面垂直设置时的结构示意图;
图5为本实用新型用于多板连接的非标轧制型材中圆弧连接件圆心角为 135°且连接件上端面非水平设置内底板左端非垂直设置时的结构示意图;
图6为本实用新型用于多板连接的非标轧制型材中圆弧连接件圆心角为 135°且连接件上端面非水平设置内底板左端垂直设置时的结构示意图;
图7为本实用新型用于多板连接的非标轧制型材中圆弧连接件圆心角为90°且连接件左端面非垂直设置时的结构示意图;
图8为本实用新型用于多板连接的非标轧制型材中圆弧连接件圆心角为110°且连接件左端面非垂直设置和连接件上端面非水平设置时的结构示意图;
图9为为本实用新型用于多板连接的非标轧制型材中圆弧连接件圆心角为 135°时应用在多板连接处的整体结构示意图;
图10为本实用新型用于多板连接的非标轧制型材中圆弧连接件圆心角为 90°时应用在多板连接处的整体结构示意图;
图11为本实用新型用于多板连接的非标轧制型材中圆弧连接件圆心角为 110°时应用在多板连接处的整体结构示意图;
其中,各附图标记为:
1-内底板,2-第一连接板,3-第二连接板,4-型材本体,41-连接件,42-圆弧连接件,5-底纵桁。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型进行详细和具体的介绍,以使更好的理解本实用新型,但是下述实施例并不限制本实用新型范围。
如图3-11所示,本实用新型实施例提供了一种用于多板连接的非标轧制型材,以船体左舷为例介绍其几何特征:所连接的非标轧制板材包括内底板1、第一连接板2以及第二连接板3,第一连接板2位于内底板1的左侧,第二连接板 3位于第一连接板2的上方,其特征在于,包括型材本体4,型材本体4包括从左至右依次设置的连接件41和圆弧连接件42;连接件41的上端面与第二连接板3的下端面呈一定角度且相互之间固定连接,连接件41的左端面与第一连接板2的右端面呈一定角度且相互之间固定连接,圆弧连接件42的下端面中心处设有底纵桁5,圆弧连接件42的右端面与内底板1的左端面之间呈一定角度且相互之间固定连接。
本实施例的一方面,如图3所示,型材本体4的典型横剖面为多边形,共有 5个面,分别标记为四个直线面和一个曲线面。四个直线面均为型材与其他结构板连接的界面;而一个曲线面为复杂曲线面,有一段圆弧和与它相切的两根线段组成,在该表面上可能存在较大的正应力,是本型材的主要受力面。
本实施例的一方面,如图3-7所示,第一连接板2为与内底板1对齐的肘板或内底板1。以及如图3-11所示,第二连接板3为底边舱斜板或底墩斜板。
本实施例的一方面,如图3-11所示,圆弧连接件42的圆心角介于90°~135°且圆弧连接件42的圆弧半径不小于内底板1厚度的三倍且不小于80mm。
本实施例的一方面,如图3-10所示,当圆弧连接件42的圆心角介于90°~ 135°之间,且圆弧连接件42的圆弧半径不小于内底板1厚度的三倍且不小于 80mm时,第一连接板2的右端面与连接件41的左端面之间呈20°,圆弧连接件 42的右端面与内底板1的左端面之间呈40°。
本实施例的一方面,如图3-11所示,当圆弧连接件42的圆心角为135°,圆弧连接件42的圆弧半径不小于内底板1厚度的三倍且不小于80mm时,第二连接板3的下端面与连接件41的上端面之间呈45°,第一连接板2的右端面与连接件41的左端面之间呈20°,圆弧连接件42的右端面与内底板1的左端面之间呈40°时,连接件41上端面至第一连接板2下端面的最短垂直距离范围为3倍内底板1的厚度至3倍内底板1的厚度加20mm;连接件41的上端面的长度范围为1.4倍第二连接板3的厚度至1.6倍第二连接板3的厚度;连接件41的左端面至底纵桁5垂直中心线的垂直距离范围为3倍内底板1的厚度加5mm至3倍内底板1的厚度加30mm;圆弧连接件42的右端面至底纵桁5垂直中心线的垂直距离范围为6倍内底板1的厚度加10mm至6倍内底板1的厚度加60mm。
本实施例的一方面,如图3-11所示,当圆弧连接件42的圆心角为90°,圆弧连接件42的圆弧半径不小于内底板1厚度的三倍且不小于80mm时,第二连接板3的下端面与连接件41的上端面之间呈45°,第一连接板2的右端面与连接件41的左端面之间呈20°,圆弧连接件42的右端面与内底板1的左端面之间呈40°时,连接件41上端面至第一连接板2下端面的最短垂直距离范围为4倍内底板1的厚度至4倍内底板1的厚度加20mm;连接件41的上端面的长度范围为内底板1与第二连接板垂直相交的厚度至内底板1与第二连接板垂直相交的厚度加上3mm;连接件41的左端面至底纵桁5垂直中心线的垂直距离范围为 60-80mm;圆弧连接件42的右端面至底纵桁5垂直中心线的垂直距离范围为4 倍内底板1的厚度至4倍内底板1的厚度加20mm。
本实施例的一方面,如图3-11所示,当圆弧连接件42的圆心角为110°,圆弧连接件42的圆弧半径不小于内底板1厚度的三倍且不小于80mm时,第二连接板3的下端面与连接件41的上端面之间呈45°,第一连接板2的右端面与连接件41的左端面之间呈20°,圆弧连接件42的右端面与内底板1的左端面之间呈40°时,连接件41上端面至第一连接板2下端面的最短垂直距离范围为4倍内底板1的厚度减20mm至4倍内底板1的厚度加5mm;连接件41的上端面的长度范围为内底板1与第二连接板垂直相交的厚度至内底板1与第二连接板垂直相交的厚度加上3mm;连接件41的左端面至底纵桁5垂直中心线的垂直距离范围为60-80mm;圆弧连接件42的右端面至底纵桁5垂直中心线的垂直距离范围为4倍内底板1的厚度加10mm至4倍内底板1的厚度加30mm。
本实施例的一方面,如图3-11所示,型材本体4的材质为弹性屈服极限 235Mpa的普通低碳钢或弹性屈服极限达到315Mpa、355Mpa或者390Mpa的高强度钢。
本实施例的一方面,如图3-11所示,型材本体4采用轧制球扁钢工艺方法制备,兼具了直接焊接形式与圆弧弯板连接形式的优点,而避免了它们的缺点。
对于舱壁与内底板之间夹角在90°~135°之间的设计状态,也可参考本实用新型的三个案例进行是实施。
本实用新型针对现有散货船和液货船内底折角处的连接结构采用直接焊接连接折角处对于该区域的焊缝质量要求极高、采用圆弧型弯板的形式,则不利于局部的刚度和圆弧板前后之间的对接以及厚钢板在压弯过程中存在初始应力等问题,本实用新型提供的非标轧制型材疲劳强度更好;与相近结构的焊接工艺简单;避免了过多的打磨和无损探伤检验;工艺容错率高;没有弯板初始应力或者焊接初始应力;节省部分涂漆工作。
以上对本实用用于多板连接的非标轧制型材的具体实施例进行了详细描述,但其只是作为范例,本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此,在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种用于多板连接的非标轧制型材,包括内底板(1)、第一连接板(2)以及第二连接板(3),所述第一连接板(2)位于所述内底板(1)的左侧,所述第二连接板(3)位于所述第一连接板(2)的上方;其特征在于,还包括型材本体(4),所述型材本体(4)包括从左至右依次设置的连接件(41)和圆弧连接件(42);所述连接件(41)的上端面与所述第二连接板(3)的下端面呈一定角度且相互之间固定连接,所述连接件(41)的左端面与所述第一连接板(2)的右端面呈一定角度且相互之间固定连接,所述圆弧连接件(42)的下端面中心处设有底纵桁(5),所述圆弧连接件(42)的右端面与所述内底板(1)的左端面之间呈一定角度且相互之间固定连接。
2.根据权利要求1所述的用于多板连接的非标轧制型材,其特征在于,所述第一连接板(2)为与所述内底板(1)对齐的肘板或其他区域的所述内底板(1)。
3.根据权利要求1所述的用于多板连接的非标轧制型材,其特征在于,所述第二连接板(3)为底边舱斜板或横舱壁底墩斜板。
4.根据权利要求1所述的用于多板连接的非标轧制型材,其特征在于,所述圆弧连接件(42)的圆心角介于90°~135°之间,且所述圆弧连接件(42)的圆弧半径不小于所述内底板(1)厚度的三倍且不小于80mm。
5.根据权利要求4所述的用于多板连接的非标轧制型材,其特征在于,当所述圆弧连接件(42)的圆心角介于90°~135°且之间,所述圆弧连接件(42)的圆弧半径不小于所述内底板(1)厚度的三倍且不小于80mm时,所述第一连接板(2)的右端面与所述连接件(41)的左端面之间呈20°,所述圆弧连接件(42)的右端面与所述内底板(1)的左端面之间呈40°。
6.根据权利要求4或5所述的用于多板连接的非标轧制型材,其特征在于,当所述圆弧连接件(42)的圆心角为135°,所述圆弧连接件(42)的圆弧半径不小于所述内底板(1)厚度的三倍且不小于80mm时,所述第二连接板(3)的下端面与所述连接件(41)的上端面之间呈45°,所述第一连接板(2)的右端面与所述连接件(41)的左端面之间呈20°,所述圆弧连接件(42)的右端面与所述内底板(1)的左端面之间呈40°时,所述连接件(41)上端面至所述第一连接板(2)下端面的最短垂直距离范围为3倍所述内底板(1)的厚度至3倍所述内底板(1)的厚度加20mm;所述连接件(41)的上端面的长度范围为1.4倍所述第二连接板(3)的厚度至1.6倍所述第二连接板(3)的厚度;所述连接件(41)的左端面至所述底纵桁(5)垂直中心线的垂直距离范围为3倍所述内底板(1)的厚度加5mm至3倍所述内底板(1)的厚度加30mm;所述圆弧连接件(42)的右端面至所述底纵桁(5)垂直中心线的垂直距离范围为6倍所述内底板(1)的厚度加10mm至6倍所述内底板(1)的厚度加60mm。
7.根据权利要求4或5所述的用于多板连接的非标轧制型材,其特征在于,当所述圆弧连接件(42)的圆心角为90°,所述圆弧连接件(42)的圆弧半径小于所述内底板(1)厚度的三倍且不小于80mm时,所述第二连接板(3)的下端面与所述连接件(41)的上端面之间呈45°,所述第一连接板(2)的右端面与所述连接件(41)的左端面之间呈20°,所述圆弧连接件(42)的右端面与所述内底板(1)的左端面之间呈40°时,所述连接件(41)上端面至所述第一连接板(2)下端面的最短垂直距离范围为4倍所述内底板(1)的厚度至4倍所述内底板(1)的厚度加20mm;所述连接件(41)的上端面的长度范围为所述内底板(1)与所述第二连接板(3)垂直相交的厚度至所述内底板(1)与所述第二连接板(3)垂直相交的厚度加上3mm;所述连接件(41)的左端面至所述底纵桁(5)垂直中心线的垂直距离范围为60-80mm;所述圆弧连接件(42)的右端面至所述底纵桁(5)垂直中心线的垂直距离范围为4倍所述内底板(1)的厚度至4倍所述内底板(1)的厚度加20mm。
8.根据权利要求4或5所述的用于多板连接的非标轧制型材,其特征在于,当所述圆弧连接件(42)的圆心角为110°,所述圆弧连接件(42)的圆弧半径不小于所述内底板(1)厚度的三倍且不小于80mm时,第二连接板(3)的下端面与所述连接件(41)的上端面之间呈45°,所述第一连接板(2)的右端面与所述连接件(41)的左端面之间呈20°,所述圆弧连接件(42)的右端面与所述内底板(1)的左端面之间呈40°时,所述连接件(41)上端面至所述第一连接板(2)下端面的最短垂直距离范围为4倍所述内底板(1)的厚度减20mm至4倍所述内底板(1)的厚度加5mm;所述连接件(41)的上端面的长度范围为所述内底板(1)与所述第二连接件垂直相交的厚度至所述内底板(1)与所述第二连接件垂直相交的厚度加上3mm;所述连接件(41)的左端面至所述底纵桁(5)垂直中心线的垂直距离范围为60-80mm;所述圆弧连接件(42)的右端面至所述底纵桁(5)垂直中心线的垂直距离范围为4倍所述内底板(1)的厚度加10mm至4倍所述内底板(1)的厚度加30mm。
9.根据权利要求1所述的用于多板连接的非标轧制型材,其特征在于,所述型材本体(4)的材质为弹性屈服极限235Mpa的普通低碳钢或弹性屈服极限达到315Mpa、355Mpa或者390Mpa的高强度钢。
10.根据权利要求1所述的用于多板连接的非标轧制型材,其特征在于,所述型材本体(4)采用轧制球扁钢工艺方法制备。
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