CN214729451U - 滚装船关键节点抗疲劳结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了滚装船关键节点抗疲劳结构，包括相互连接的横梁面板和垂直桁面板，所述横梁面板固接于横梁腹板和垂直桁腹板，并与外板垂直相接，垂直桁面板固接于横梁面板和垂直桁腹板，在所述横梁面板和垂直桁面板相连接处，垂直桁面板的两侧均具有弧形过渡，且两侧弧形过渡形状相同；所述弧形过渡包括自上而下依次过渡连接的第一垂直边、倾斜边、圆弧边和第二垂直边。本实用新型的滚装船关键节点抗疲劳结构，采用弧形连接方式，并平行设置加强挺筋，在保证疲劳寿命满足船舶规范要求的同时，可以不减小滚装设备的工作空间，不影响滚装设备的正常运行，即保证船舶结构的安全性，又有助于提高滚装的效率。
Description
技术领域
本实用新型属于船舶制造技术领域，特别涉及滚装船关键节点抗疲劳结构。
背景技术
滚装船是一种为运输货物、卡车等车辆而专门设计的船舶。为了方便车辆在货舱内行驶，提高装卸效率，滚装船通常具有全通甲板结构，横向强度通过布置横向框架来保证。滚装船独特的结构形式使其在横摇状态下容易产生较大的横向变形，因此横向结构突变处易产生应力集中，降低疲劳寿命。
图1和图2为现有滚装船甲板横梁与垂直桁连接处结构示意图，如图1和图2所示，交接处垂直桁面板自由边100和110呈倾斜过渡型，而滚装设备接口依据下部面板尺寸设计，交接处此种型式的过渡面板影响了滚装设备正常运行。
为保证滚装设备正常运行，解决滚装船横梁与垂直桁连接处的疲劳强度问题,现有的优化方式有3种：
方案1、将垂直桁端部面板减小并加厚
方案2、将垂直桁端部面板减小并在连接处焊接肘板
方案3、将垂直桁端部面板减小并将垂直桁端部腹板加厚
由于滚装船横向强度较弱，甲板横梁与垂直桁连接处存在较大的应力集中。要达到现有同等效果，方案1需增加双倍以上厚度，即不利于物料成本控制，又影响滚装设备横向空间。方案2，若肘板较小，会引起肘板处应力集中，若设计较大肘板，同样会影响滚装设备运行。方案3虽然可以减小交接处腹板应力，但会引起面板自由边疲劳，无法解决问题。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提供了滚装船关键节点抗疲劳结构，在船舶营运过程中，具有良好的结构强度。
为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
滚装船关键节点抗疲劳结构，包括相互连接的横梁面板和垂直桁面板，所述横梁面板固接于横梁腹板和垂直桁腹板，并与外板垂直相接，垂直桁面板固接于横梁面板和垂直桁腹板，在所述横梁面板和垂直桁面板相连接处，垂直桁面板的两侧均具有弧形过渡，且两侧弧形过渡形状相同；所述弧形过渡包括自上而下依次过渡连接的第一垂直边、倾斜边、圆弧边和第二垂直边，所述第一垂直边和第二垂直边垂直分布，倾斜边与第一垂直边的连接端向外侧倾斜分布，圆弧边与倾斜边和第二垂直边相切；圆弧边与第二垂直边的相交点与甲板上端面的距离为H，H的取值范围为H≤m，所述m为保障滚装设备正常工作与甲板面最小间距值，在距离垂直桁面板L处设置平行于垂直桁面板的加强筋，所述L≥n，所述n为滚装设备接口最小间距值。
进一步的，所述圆弧边与第二垂直边相交点与甲板面的距离H的取值范围为H≤1525mm。
进一步的，所述倾斜边与第二垂直边形成的夹角为，的取值范围为135°≤θ1≤180°。
进一步的，所述圆弧边的半径为R1，R1的取值范围为R1≤200mm。
进一步的，所述垂直桁面板上端部区域板厚为t1，t1的取值范围为25mm≤t1≤35mm。
进一步的，所述垂直桁面板宽度为b1，圆弧边与第二垂直边交点处面垂直桁面板为 b2，b1与b2的数值关系为b1≤b2。
进一步的，所述加强筋与垂直桁面板距离为L，120mm≤L≤250mm。
进一步的，所述加强筋的宽度为b3，b3的取值范围为b1≤b3。
进一步的，所述加强筋的厚度为t2，t2的取值范围为30mm≤t2≤35mm。
进一步的，所述第一垂直边具有长度S,S的取值范围为15≤S≤30mm。
本实用新型的滚装船关键节点抗疲劳结构，具有以下特点：滚装船甲板横梁与垂直桁连接处均设置面板加大；垂直桁面板具有弧形过渡，从上至下依次为第一竖直线(趾端)、倾斜线、圆弧线、第二竖直线，与垂直桁面板平行设置加强筋；甲板横梁与垂直桁连接区域均进行局部加厚。
本实用新型的滚装船关键节点抗疲劳结构，采用弧形连接方式，将垂直桁面板设计为弧形过渡，在避免干扰滚装设备正常运行的同时，可以减少应力集中。同时，平行设置加强挺筋，辅助提升该区域抗疲劳强度的同时，也可对滚装设备运行装置形成围护。本实用新型的滚装船关键节点抗疲劳结构，在保证疲劳寿命满足船舶规范要求的同时，可以不减小滚装设备的工作空间，不影响滚装设备的正常运行，即保证船舶结构的安全性，又有助于提高滚装的效率。
附图说明
图1为现有滚装船关键节点抗疲劳结构示意图；
图2为图1中A剖视示意图；
图3为本实用新实施例所述的滚装船关键节点抗疲劳结构示意图；
图4为图3中的B剖视示意图；
图5为图4中A部分的放大图；
图6为图3中的C剖视示意图；
图7为本实用新实施例所述的滚装船关键节点抗疲劳结构有限元模型示意图；
图8为图7相对应的有限元计算结果图。
其中，1-甲板，2-横梁面板，3-垂直桁面板，4-加强筋，5-外板，6-垂直桁腹板；7-横梁腹板，31-第一垂直边，32-倾斜边，33-圆弧边，34-第二垂直边。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图3-图5所示，滚装船关键节点抗疲劳结构，包括相互连接的横梁面板2和垂直桁面板3，所述横梁面板2固接于横梁腹板7和垂直桁腹板6，并与外板5垂直相接，垂直桁面板3固接于横梁面板2和垂直桁腹板6，在所述横梁面板2和垂直桁面板3相连接处，垂直桁面板3的两侧均具有弧形过渡，且两侧弧形过渡的形状相同；所述弧形过渡包括自上而下依次过渡连接的第一垂直边31、倾斜边32、圆弧边33和第二垂直边34，所述第一垂直边31和第二垂直边34垂直分布，倾斜边32与第一垂直边31的连接端向外侧倾斜分布，圆弧边33与倾斜边32和第二垂直边34相切；圆弧边33与第二垂直边34的相交点与甲板面1的距离为H，H的取值范围为H≤m，所述m为保障滚装设备正常工作与甲板1面最小间距值，在距离垂直桁面板3L处设置平行于垂直桁面板3的加强筋4，所述L≥n，所述n 为滚装设备接口最小间距值；所述垂直桁面板3宽度为b1，圆弧边33与第二垂直边34交点处垂直桁面板3的厚度为b2，b1与b2的数值关系为b1≤b2，所述加强筋的宽度为b3， b3的取值范围为b1≤b3。
在一些实施例中，所述圆弧边33与第二垂直边34相交点与甲板1上端面的距离H的取值范围为H≤1525mm，优选为1525mm。
在一些实施例中，所述第一垂直边31具有长度S,S的取值范围为15≤S≤30mm,优选为20mm。
在一些实施例中，所述倾斜边32与第二垂直边34形成的夹角为，的取值范围为135°≤θ1≤180°，优选为140°。
在一些实施例中，所述圆弧边33的半径为R1，R1的取值范围为R1≤200mm，优选为200mm。
在一些实施例中，所述垂直桁面板3上端部区域板厚为t1，t1的取值范围为25mm≤t1≤35mm，优选为30mm。
在一些实施例中，所述加强筋4与垂直桁面板3的距离为L，120mm≤L≤250mm，优选为120mm。
在一些实施例中，所述加强筋4的厚度为t2，t2的取值范围为30mm≤t2≤35mm，优选为30mm。
如图6-图7所示，经有限元计算，最大应力出现在圆弧边33，其数值为429Mpa，相比于原始结构相似区域最大应力值587Mpa明显降低，疲劳寿命显著提高，完全满足船舶规范要求。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，对于本领域的普通技术人员而言，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.滚装船关键节点抗疲劳结构，包括相互连接的横梁面板和垂直桁面板，所述横梁面板固接于横梁腹板和垂直桁腹板，并与外板垂直相接，垂直桁面板固接于横梁面板和垂直桁腹板，其特征在于，在所述横梁面板和垂直桁面板相连接处，垂直桁面板的两侧均具有弧形过渡，且两侧弧形过渡形状相同；所述弧形过渡包括自上而下依次过渡连接的第一垂直边、倾斜边、圆弧边和第二垂直边，所述第一垂直边和第二垂直边垂直分布，倾斜边与第一垂直边的连接端向外侧倾斜分布，圆弧边与倾斜边和第二垂直边相切；圆弧边与第二垂直边的相交点与甲板上端面的距离为H，H的取值范围为H≤m，所述m为保障滚装设备正常工作与甲板面最小间距值，在距离垂直桁面板L处设置平行于垂直桁面板的加强筋，所述L≥n，所述n为滚装设备接口最小间距值。
2.根据权利要求1所述的滚装船关键节点抗疲劳结构，其特征在于，所述圆弧边与第二垂直边相交点与甲板面的距离H的取值范围为H≤1525mm。
3.根据权利要求1所述的滚装船关键节点抗疲劳结构，其特征在于，所述倾斜边与第二垂直边形成的夹角为θ，θ的取值范围为θ≥135°。
4.根据权利要求1所述的滚装船关键节点抗疲劳结构，其特征在于，所述圆弧边的半径为R1，R1的取值范围为R1≤200mm。
5.根据权利要求1所述的滚装船关键节点抗疲劳结构，其特征在于，所述垂直桁面板上端部区域板厚为t1，t1的取值范围为25mm≤t1≤35mm。
6.根据权利要求1所述的滚装船关键节点抗疲劳结构，其特征在于，所述垂直桁面板宽度为b1，圆弧边与第二垂直边交点处垂直桁面板为b2，b1与b2的数值关系为b1≤b2。
7.根据权利要求1所述的滚装船关键节点抗疲劳结构，其特征在于，所述加强筋与垂直桁面板距离为L，120mm≤L≤250mm。
8.根据权利要求1所述的滚装船关键节点抗疲劳结构，其特征在于，所述加强筋的宽度为b3，b3的取值范围为b1≤b3。
9.根据权利要求1所述的滚装船关键节点抗疲劳结构，其特征在于，所述加强筋的厚度为t2，t2的取值范围为30mm≤t2≤35mm。
10.根据权利要求1所述的滚装船关键节点抗疲劳结构，其特征在于，所述第一垂直边具有长度S，S的取值范围为15≤S≤30mm。
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2020
- 2020-12-29 CN CN202023257125.2U patent/CN214729451U/zh active Active
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