一種大開口船舶機艙前端壁艙口負角隅結構的製作方法

2023-07-13 09:52:21

本實用新型涉及大開口船舶機艙前端壁艙開口角隅處的結構設計，具體是指，一種大開口船舶機艙前端壁艙口負角隅結構。

背景技術：

隨著大開口船舶(貨櫃船，多用途船等)主尺度以及載重量的逐步大型化，貨艙開口寬度佔到船舶寬度的比值接近或超過0.9，在機艙前端壁開口角隅處，主甲板的扭轉強度和疲勞強度越來越需要引起重視。如果機艙前端壁沒有作任何的過渡處理，其結構型式就如同圖1所示，為一個直角，存在一個尖角點M,黑色箭頭為船體應力分布方向。當船體中有應力存在時，尖角點處因為有應力集中的存在，其內部應力水平遠比周圍結構要高出許多，過不了多久就會出現疲勞損傷，導致裂紋出現，造成船體結構的疲勞破壞。

為了降低或避免角隅處的應力集中，傳統的設計中，在機艙前端壁都會設計一個正角隅，用於結構的光滑過渡，這樣就可以明顯的降低角隅處的應力水平，保證船體的安全。但是隨著船舶大型化的出現，正角隅採用圖2中的圓弧型或者圖3所示橢圓弧過渡的型式由於受到布置、使用上的約束，已經不能很好的解決因扭轉翹曲強度和應力集中引起的該區域板厚急劇增加的問題。為改善這種問題，目前大多採用一種負角隅(又稱切入式角隅)的型式來處理，如圖4所示的圓弧型式和圖5所示的橢圓弧型式，負角隅比正角隅好的原因如下，1.由於受到貨艙內空間利用的限制，圓弧和橢圓弧都不能做的太大，如果做成負角隅型式，就可以進一步做大其外型，就可以降低此處應力水平。2.由於負角隅躲在橫艙壁的後面，使得一部分應力力量被分攤到了橫艙壁上，從而能有效降低角隅處的應力水平。但是隨著多用途船以及貨櫃船等大開口船舶的進一步大型化，如果要使機艙前端壁的角隅在仍然使用傳統負角隅設計來滿足結構扭轉強度和疲勞強度的要求，負角隅的圓弧或者橢圓弧會做得非常大。這樣會帶來一個不良的後果就是，機艙區域的甲板面積會大大的縮小，影響設備布置和人員通行。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種大開口船舶機艙前端壁艙口負角隅結構，在保證結構強度和疲勞強度的同時，把甲板的橫向開口壓縮到了最小範圍。

為了解決上述問題，本實用新型採用的技術方案如下：

一種大開口船舶機艙前端壁艙口負角隅結構，包括橫艙壁、縱艙壁和位於機艙前端壁艙口的負角隅，其特徵在於：

所述負角隅由位於頂部的橢圓弧段、直線段和位於底部的圓弧段依次連接而成。

所述橢圓弧段設置在靠近縱艙壁的一側。

進一步，所述負角隅的開口寬度範圍為800mm～1600mm。

所述圓弧段的半徑大小範圍為200mm～600mm，所述直線段的長度範圍為100～200mm之間。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於：

1、有效改善機艙前端壁開口角隅處的扭轉強度和應力集中係數，很大程度上減小因為應力集中而導致的板厚增加，同時在橫向上把甲板開孔的寬度空間壓縮到了最小，減少對設備布置和人員通行的影響。

2、實船設計中，通過計算了現有的橢圓型負角隅與本實用新型負角隅的兩種設計方案，經計算結果比較表明，傳統橢圓型角隅疲勞不滿足要求，而新型角隅疲勞滿足要求。

附圖說明

圖1為機艙前端壁沒有作任何的過渡處理的結構示意圖。

圖2為機艙前端壁採用圓弧型式過渡的正角隅的結構示意圖。

圖3為機艙前端壁採用橢圓弧型式過渡的正角隅的結構示意圖。

圖4為機艙前端壁採用圓弧型式過渡的負角隅的結構示意圖。

圖5為機艙前端壁採用橢圓弧型式過渡的負角隅的結構示意圖。

圖6為本實用新型的結構示意圖。

圖中：1、橫艙壁；2、縱艙壁；3、負角隅；A為機艙區域；B為貨艙區域；M為尖角點。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的詳細說明，所述實施例並非對實用新型保護範圍的限定，顯然，本領域普通技術人員在不需付出創造性勞動的前提下獲得其他實施例，這些都屬於本實用新型的保護範圍。

結合圖6所示，一種大開口船舶機艙前端壁艙口負角隅結構，包括橫艙壁1和縱艙壁2和位於機艙前端壁艙口的負角隅3，所述負角隅由位於靠近縱艙壁的橢圓弧段3a、直線段3b和圓弧段3c依次連接而成。

所述橢圓弧段設置優選設置在靠近縱艙壁的一側。

作為優選，所述負角隅的開口寬度範圍為800mm～1600mm。

所述圓弧段的半徑大小範圍為200mm～500mm，所述直線段的長度範圍為100～200之間。

本實用新型有效改善機艙前端壁開口角隅處的扭轉強度和應力集中係數，很大程度上減小了因為應力集中而導致的板厚增加，同時在橫向上把甲板開孔的寬度空間壓縮到了最小，減少對設備布置和人員通行的影響。

在實船設計中，通過計算現有的橢圓型負角隅與本實用新型負角隅的兩種設計方案，經計算結果比較表明，傳統橢圓型角隅疲勞不滿足要求，而新型角隅疲勞滿足要求。