一種新型防疲勞肘板的製作方法
2023-10-11 03:44:14 1
本實用新型涉及船舶結構領域，尤其涉及到一種新型防疲勞肘板。
背景技術：
近年來，由於疲勞的原因造成船體損壞的問題越來越多，嚴重的甚至會導致船舶的沉沒，造成人員的傷亡及財產的損失；船體的疲勞是一個累積的損傷過程，疲勞損壞一般分為3個階段，裂紋開始產生，裂紋的發展，船體構件的斷裂。船體的疲勞問題產生的原因是由於周期性的往復力作用導致船體材料的塑形變形，經過一段時間的積累，由量變引發質變，最後產生裂縫，造成船體的損失。
影響疲勞壽命的因素較多，主要原因有以下幾點：(1)構件所受到的運載荷與靜載荷的比值；比值越高，構件就越容易發生疲勞損壞。(2)載荷的頻率；構件所受到的載荷頻率越高，疲勞壽命就越短。(3)焊接；不良的焊接幾何形狀及焊接質量都會影響船舶的疲勞壽命。(4)節點形式；節點形式不當，易引起疲勞損壞。(5)環境；如溫度的變化會引起疲勞損壞。上述所提到的種種原因，都是因為它們引起節點連接處應力集中，從而縮短了船舶的疲勞壽命。船舶上容易出現應力集中的地方是焊縫的根部和趾端，肘板的端部，切口的根部，開口的地方，構件尺寸突變的地方，振動頻率與機器的運轉頻率相近的地方。因此，在設計和生產過程中應儘可能避免應力集中，提高疲勞壽命。
對船體結構而言，由於船舶在橫搖狀態下風浪等載荷的非對稱性將在船體下部產生較大的橫向力，而船體上部由於貨物的重力以及受橫搖或垂蕩等加速度的影響引起貨物的慣性力作用也產生較大的橫向力，這兩部分橫向力雖然方向相反，但可形成一疊加的橫向彎矩，引起船體上下部發生剪切作用，進而導致船體橫向框架發生斜菱或歪斜變形。汽車運輸船為保證車輛在貨艙內的通行便利，往往在貨艙區域不設置或較少設置橫艙壁，船體的Racking將完全由橫向強框架來承擔。為減小車輛甲板縱桁和強橫梁的跨距，貨艙區內往往設置單排或雙排支柱。
在支柱與車輛甲板相交區域為高應力區域，在支柱底端增加橫向或縱向肘板滿足此區域疲勞強度，防止疲勞裂紋產生。為使加強肘板自身趾端和自由邊的疲勞強度滿足要求，此類支柱底端肘板需做成軟趾形式，即在甲板上需延伸較大距離，一般大於200mm。而在船舶運營中，為了車輛通行的便利，同時為了儘可能增大車道面積以獲取最大經濟效益，要求支柱區域儘可能不增加肘板，極限情況下對肘板延伸長度做出限制：船寬方向不得超過100mm；船長方向不得超過150mm。
肘板疲勞分為肘板趾端疲勞，自由邊疲勞和肘板根部疲勞。在支柱底端增加疲勞肘板後，熱點由支柱與甲板相連接處轉移至肘板的自由邊和趾端。肘板的形狀需仔細設計以同時滿足肘板自由邊、趾端及根部的疲勞強度。
因此，我們有必要對這樣一種結構進行改善，以克服上述缺陷。
技術實現要素：
本實用新型所提出的新型防支柱疲勞火箭型肘板可解決支柱端部疲勞問題，不影響車輛通行，不佔用車道面積，提高了船舶的經濟效益。
本實用新型為解決其技術問題所採用的技術方案是：
一種新型防疲勞肘板，所述肘板包括一長方形本體，其底部具有一向外凸出的趾端，所述趾端的上表面通過內凹的圓角與本體連接。
優選的，肘板頂部還包括一拼合板，其外表面為自拼合處起逐漸向內表面靠近的凹弧面。
優選的，所述趾端高15mm，所述圓角為R20圓角。
優選的，所述拼合板高度為150mm。
本實用新型的優點在於：
1、肘板下端為長方形本體，其下端寬，板厚大，可作為支柱附加的面板，增大支柱橫向彎曲時的剖面模數，提高抗彎能力，減小端部應力。
2、肘板下端大，新型肘板根部的疲勞強度較常規肘板大。
3、肘板上端的拼合板板厚小，配合大圓弧過渡，使得肘板應力平滑過渡，減小肘板趾端應力大小，肘板自由邊和趾端疲勞強度均能得到有效保障。
4、採用縱向火箭型肘板，縱向延伸長度為150mm，不需要額外增加橫向肘板，保證了車輛通行的順暢，不佔用車道面積，有效提高經濟效益。
附圖說明
圖1是本實用新型提出的一種新型防疲勞肘板的結構示意圖。
圖2是本實用新型提出的一種新型防疲勞肘板在支柱船長方向採用四塊新型防疲勞肘板的結構示意圖。
圖中數字和字母所表示的相應部件名稱：
1、本體 2、趾端 3、拼合板
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合圖示與具體實施例，進一步闡述本實用新型。
如圖1和圖2所示，本實用新型提出的一種新型防疲勞肘板，所述肘板包括一長方形本體，其底部具有一向外凸出的趾端，所述趾端的上表面通過內凹的圓角與本體連接。
優選的，肘板頂部還包括一拼合板，其外表面為自拼合處起逐漸向內表面靠近的凹弧面。
優選的，所述趾端高15mm，所述圓角為R20圓角。
優選的，所述拼合板高度為150mm。
肘板下端為長方形本體，其下端寬，板厚大，可作為支柱附加的面板，增大支柱橫向彎曲時的剖面模數，提高抗彎能力，減小端部應力。
肘板下端大，新型肘板根部的疲勞強度較常規肘板大。
肘板上端的拼合板板厚小，配合大圓弧過渡，使得肘板應力平滑過渡，減小肘板趾端應力大小，肘板自由邊和趾端疲勞強度均能得到有效保障。
採用縱向火箭型肘板，縱向延伸長度為150mm，不需要額外增加橫向肘板，保證了車輛通行的順暢，不佔用車道面積，有效提高經濟效益。
新型防支柱疲勞肘板採用不同板厚，肘板下端厚，上端薄，下趾端R20的圓弧，上端配合大圓弧，使肘板柔順過渡，可滿足兩個肘板趾端、自由邊及肘板根部的疲勞強度。當支柱疲勞強度難以滿足要求時，在支柱船長方向採用四塊新型防疲勞肘板，可在不額外增加橫向肘板的情況下滿足支柱的疲勞強度。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。