海洋船體和海洋船舶的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種海洋船體，所述海洋船體包括：由金屬制成的船體板（2);縱向加固件組和橫向加固件組，所述縱向加固件組中的至少一個(gè)縱向加固件（3)布置在所述船體板（2)和所述橫向加固件組中的至少一個(gè)橫向加固件（4)之間并且連接到所述船體板（2)的內(nèi)側(cè)（5)。所述海洋船體的特征在于，所述船體板（2)的厚度小于10mm，并且所述至少一個(gè)縱向加固件（3)由與所述船體板（2)相同的金屬制成而且包括至少一個(gè)彈性區(qū)段（6)，所述彈性區(qū)段布置成沿著橫向于所述船體板（2)的厚度的方向彈性變形，并且所述彈性區(qū)段（6)布置成在受到大于10mm且小于50mm的壓縮時(shí)變形至底部。
【專利說(shuō)明】海洋船體和海洋船舶

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體涉及一種由金屬制成的用于海洋船舶的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)形式的海洋船體。特別地，本發(fā)明涉及一種海洋船體，所述海洋船體包括由金屬制成的船體板、縱向加固件組和橫向加固件組。所述縱向加固件組中的至少一個(gè)縱向加固件布置在船體板和所述橫向加固件組中的至少一個(gè)橫向加固件之間并且連接到船體板的內(nèi)側(cè)。在第二方面中，本發(fā)明涉及一種包括這種海洋船體的海洋船舶。

【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)傳統(tǒng)和慣例，由鋁或者塑料制成要求輕質(zhì)的海洋船舶(諸如私人、民用或者軍用的滑行艇)的船體。然而，這種輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的大(大于1m)以及小(小于1m)的船艇受到某些劣勢(shì)的影響。塑料艇的最大劣勢(shì)在于相對(duì)于尺寸和重量其相對(duì)易脆裂，并且由此船體在沉重的擱淺中面臨斷裂的風(fēng)險(xiǎn)或者在船艇在天然港中停泊時(shí)撞到懸崖時(shí)面臨斷裂風(fēng)險(xiǎn)。塑料艇的另一個(gè)劣勢(shì)是它們需要進(jìn)行更多的維護(hù)，例如，清潔、水下涂漆、上蠟、拋光等，以便防止塑料老化和斷裂。然而，不能完全防止塑料老化并且空氣、水、紫外線和水生生物均會(huì)在若干年之后使得塑料的性能退化。塑料的海洋船體的長(zhǎng)度和寬度具有相對(duì)較大的公差，大約為±1%以及形狀也不穩(wěn)定；這使得必須實(shí)施成本高昂且耗時(shí)的海洋船舶的固定裝置和其它結(jié)構(gòu)的裝配作業(yè)。由輕質(zhì)金屬(諸如鋁)制成的船艇的較大劣勢(shì)是這些船艇的船體必須由通常為單塊彎曲面板的若干面板焊接在一起，這限制了海洋船舶的水力學(xué)性能。面板之間的連結(jié)部或者焊縫是船體的薄弱點(diǎn)，并且僅僅因在推進(jìn)艇時(shí)由來(lái)自水的外部應(yīng)力的作用下便常在焊縫中產(chǎn)生裂縫和泄露部。焊縫還在擱淺等情況中面臨斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。鋁制船艇還具有這樣的劣勢(shì)，即，隨著時(shí)間推移最后發(fā)生材料全疲勞。另外，輕質(zhì)金屬船體的船艇易于因外部應(yīng)力而彎曲，這是因?yàn)榇w板具有低屈曲載荷限制，同時(shí)承載船體板的船艇的框架或者縱向加固件組和橫向加固件組全部剛性并且不具備順從性。這些變形不僅僅意味著美學(xué)問(wèn)題而且還意味著流動(dòng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，結(jié)果減低了最大速度和機(jī)動(dòng)性。與由塑料制成的海洋船體類似，由鋁制成的海洋船體的長(zhǎng)度和寬度也具有相對(duì)較大的公差，大約為± I %，這使得必須實(shí)施成本高昂且耗時(shí)的海洋船舶的固定裝置和其它結(jié)構(gòu)的裝配作業(yè)。
[0003]通常由連結(jié)的厚鋼板制成高速非滑航式或者排水艇(諸如護(hù)衛(wèi)艦和驅(qū)逐艦的高速戰(zhàn)艇)的船體。這種船體板的標(biāo)準(zhǔn)厚度為15-30_，通過(guò)焊接互連所述船體板。雖然所述船艇承受較大的外部應(yīng)力，但是它們與鋁制船艇類似也面臨永久變形的風(fēng)險(xiǎn)。這種類型的鋼制船艇的較大劣勢(shì)是它們相對(duì)于它們的尺寸具有較大的重量并且從而在推進(jìn)時(shí)消耗相當(dāng)多的燃料，這使得它們不適于私人使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在消除先前已知海洋船體的上述劣勢(shì)和缺點(diǎn)并且旨在提供改良的海洋船體。本發(fā)明的主要目的是提供一種這種類型的改良海洋船體，由介紹限定所述類型并且所述類型為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)而且同時(shí)抵抗在外部載荷/應(yīng)力作用下發(fā)生永久變形的能力強(qiáng)。
[0005]本發(fā)明的特征的簡(jiǎn)述
[0006]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)這樣的海洋船體和海洋船舶來(lái)實(shí)現(xiàn)至少主要目的，所述海洋船體和海洋船舶由前序部分限定并且具有在獨(dú)立權(quán)利要求中限定的特征。在附屬權(quán)利要求中進(jìn)一步限定了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0007]因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種這樣類型的海洋船體，所述海洋船體由前序部分限定并且其特征在于船體板的厚度小于10mm，并且由與所述船體板相同的金屬制造船體的至少一個(gè)縱向加固件而且縱向加固件包括至少一個(gè)彈性區(qū)段，所述至少一個(gè)彈性區(qū)段布置成沿著橫向于船體的板厚度的方向彈性變形，并且其特征在于所述彈性區(qū)段布置成在受到大于1mm且小于50mm的壓縮時(shí)變形至底部。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了包括這種海洋船體的海洋船舶。
[0009]因此，本發(fā)明基于這樣的理解，即:通過(guò)將至少一個(gè)縱向加固件制成為船體的框架的一部分，所述至少一個(gè)縱向加固件將彈性地吸收強(qiáng)勁的外部載荷而不會(huì)使得船體板永久變形。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一個(gè)縱向加固件的至少一個(gè)彈性區(qū)段布置成在所施加的外力對(duì)應(yīng)于大于所述船體板的屈曲載荷的70%、優(yōu)選地大于80%時(shí)開始彈性變形。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一個(gè)縱向加固件的所述至少一個(gè)彈性區(qū)段布置成在所施加的外力對(duì)應(yīng)于大于所述船體板的所述屈曲載荷的95%、優(yōu)選地大于98%時(shí)變形至底部。
[0012]優(yōu)選地，所述至少一個(gè)縱向加固件包括剛性區(qū)段，所述剛性區(qū)段連接到所述彈性區(qū)段中的兩個(gè)彈性區(qū)段且將所述兩個(gè)彈性區(qū)段分離開。這使得縱向加固件提供了縱梁的功能并且同時(shí)兼具彈性。
[0013]在其它優(yōu)選實(shí)施例中，縱向加固件的剛性區(qū)段連接到所述至少一個(gè)橫向加固件，并且其中，縱向加固件中的兩個(gè)彈性區(qū)段中的每一個(gè)均連接到船體板的內(nèi)部。
[0014]更為優(yōu)選地，所述至少一個(gè)縱向加固件包括:具有縱向彎曲部的板，所述板形成所述兩個(gè)彈性區(qū)段和剛性區(qū)段的一部分。
[0015]在其它附屬權(quán)利要求以及優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)描述中本發(fā)明的其它優(yōu)勢(shì)和特征可見。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]從優(yōu)選實(shí)施例的下述詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)勢(shì)的全面理解將變得顯而易見，參照附圖，其中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的海洋船體的一部分的示意性截面圖并且示出了多個(gè)縱向加固件；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明的海洋船體的一部分的示意性截面圖并且示出了根據(jù)第一實(shí)施例的處于未加載狀態(tài)中的縱向加固件；
[0019]圖3是對(duì)應(yīng)于圖2的示意性剖視圖并且示出了處于部分壓縮狀態(tài)中的縱向加固件；和
[0020]圖4是根據(jù)本發(fā)明的海洋船體的一部分的示意性剖視圖并且示出了根據(jù)第二實(shí)施例的處于未加載狀態(tài)中的縱向加固件。

【具體實(shí)施方式】
[0021]根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種全部用附圖標(biāo)記I表示的海洋船體，并且根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種包括這種船體的海洋船舶。船體I屬于輕質(zhì)船體，其尤其適于高速滑行海洋船舶或者艇，即使在高速排水型艇中使用也會(huì)彰顯巨大優(yōu)勢(shì)。
[0022]首先參照?qǐng)D1，在圖1中，示出了根據(jù)本發(fā)明的海洋船體I的一部分的橫截面。船體I以通常的方式包括:由金屬制成的船體板2，所述船體板2可以由一個(gè)或者多個(gè)連結(jié)的區(qū)段構(gòu)成；和框架，所述框架由一組縱向加固件和一種橫向加固件構(gòu)成?？v向加固件組包括多個(gè)縱向加固件，所述縱向加固件可以具有相同或者不同的形狀/功能，并且橫向加固件組包括多個(gè)橫向加固件，所述多個(gè)橫向加固件可以具有相同或者不同的形狀/功能。例如，每個(gè)橫向加固件4可以是橫向框架或者橫向艙壁。
[0023]所述縱向加固件組包括全部由附圖標(biāo)記3表示的至少一個(gè)縱向加固件，所述橫向加固件組包括至少一個(gè)橫向加固件4，所述至少一個(gè)縱向加固件3布置在船體板2和所述至少一個(gè)橫向加固件4之間。所述至少一個(gè)縱向加固件3全部或者部分從船體I的船首延伸至船體I的船尾，并且連接到所述船體板2的內(nèi)側(cè)5以及所述至少一個(gè)橫向加固件4的外偵U。優(yōu)選地，縱向加固件組包括根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)或者僅僅一個(gè)縱向加固件3。
[0024]橫向加固件組由橫向框架或者橫向艙壁構(gòu)成或者由所述橫向框架和橫向艙壁兩者混合構(gòu)成，所述橫向框架或者橫向艙壁形狀穩(wěn)定并且由此提供抵靠海洋船舶的固定裝置和其它結(jié)構(gòu)的限定良好的內(nèi)部接觸面。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，船體板2應(yīng)當(dāng)由金屬制造而成并且具有小于1mm的厚度。優(yōu)選地，船體板2由多個(gè)區(qū)段構(gòu)成，所述多個(gè)區(qū)段邊對(duì)邊布置并且通過(guò)焊接/熔融以及隨后的熱處理而彼此連結(jié)。這種處理的結(jié)果使海洋船體I具有無(wú)薄弱連結(jié)部的均質(zhì)結(jié)構(gòu)。船體板2的區(qū)段優(yōu)選地根據(jù)數(shù)據(jù)模型激光切割，以便獲得最大可能性的精度。而且，船體板2的區(qū)段優(yōu)選地通過(guò)液壓成形被壓縮模制。上述船體板的優(yōu)選制造方法使得船體板2以非常高的精度呈現(xiàn)預(yù)定形狀，并且由此將顯著減少或者全部消除針對(duì)海洋船體的固定裝置和其它部件進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整的需求。
[0026]優(yōu)選地，船體板2的厚度大于Imm并且小于5mm。最為優(yōu)選地,船體板2的厚度小于 3mm η
[0027]優(yōu)選地，由鐵素體-奧氏體不銹鋼制造船體板2，所述鐵素體-奧氏體不銹鋼具有耐腐蝕性并且堅(jiān)固、易延展，這賦予最優(yōu)的易加工性和易焊接性。而且，應(yīng)當(dāng)用與船體板2相同的金屬制造縱向加固件3，以獲得船體板2和縱向加固件3之間最佳的連結(jié)和本發(fā)明的最佳可能功能。
[0028]現(xiàn)在參照?qǐng)D2和圖3，在所述圖2和所述圖3中分別示出了具有根據(jù)第一實(shí)施例的縱向加固件3的根據(jù)本發(fā)明的海洋船體I的一部分在未加載狀態(tài)和部分壓縮狀態(tài)下的示意性首1J視圖。
[0029]縱向加固件3包括至少一個(gè)彈性區(qū)段6，所述彈性區(qū)段6布置成沿著橫向于船體板2的厚度的方向彈性變形，所述彈性區(qū)段6優(yōu)選地沿著縱向加固件3縱長(zhǎng)布置。在示出的實(shí)施例中，彈性元件6具有伸展的S狀。所述彈性區(qū)段6或者縱向加固件3布置成在壓縮超過(guò)1mm但小于50mm時(shí)變形至底部。換言之，在所施加外力的作用下，船體板2被向內(nèi)按壓，與此同時(shí)彈性區(qū)段6彈性變形以吸收所施加的外力并且由此防止船體板2永久變形。
[0030]優(yōu)選地，縱向加固件3中的至少一個(gè)彈性區(qū)段6布置成在所施加外力對(duì)應(yīng)于大于船體板2的屈曲載荷的70%優(yōu)選地大于80%時(shí)開始彈性變形。而且，優(yōu)選的是，縱向加固件3中的至少一個(gè)彈性區(qū)段6布置成在所施加外力對(duì)應(yīng)于大于船體板2的屈曲載荷的95%、更加優(yōu)選地大于98%、并且最為優(yōu)選地是在所施加外力對(duì)應(yīng)于船體板2的屈曲載荷的100%時(shí)變形至底部。在此引用的“屈曲載荷”指的是使得船體板2永久變形/彎曲的載荷。
[0031]縱向加固件3優(yōu)選地包括兩個(gè)彈性元件6以及剛性區(qū)段7，所述剛性區(qū)段7連接到所述兩個(gè)彈性區(qū)段6并且使得所述兩個(gè)彈性區(qū)段6分離開。換言之，剛性區(qū)段7居中放置，并且縱向加固件3相對(duì)于平行于縱向加固件3延伸并且相對(duì)于船體板2成直角的假想平面對(duì)稱。剛性區(qū)段7提供了傳統(tǒng)縱梁的功能。在優(yōu)選實(shí)施例中，剛性區(qū)段包括橫截面為波狀或者彎彎曲曲的板段8，所述板段8優(yōu)選地連接到平帶板9。帶板9連接到橫截面為波狀的板段8的波峰部并且因此是縱向加固件3的連接到所述至少一個(gè)橫向加固件4的部分。
[0032]縱向加固件3的剛性區(qū)段7連接到所述至少一個(gè)橫向加固件4，并且縱向加固件3的兩個(gè)彈性區(qū)段中的每一個(gè)均連接到船體板2的內(nèi)側(cè)5。優(yōu)選地，縱向加固件3由這樣的板制造而成，所述板具有縱向彎曲部，所述板構(gòu)成縱向加固件3的主要部分，S卩，所述板至少為兩個(gè)彈性區(qū)段6以及剛性區(qū)段7的一部分。優(yōu)選地，構(gòu)成縱向加固件3的板的厚度小于船體板2的厚度。在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)剛性區(qū)段7接觸船體板2的內(nèi)側(cè)5時(shí)縱向加固件3變形至底部。
[0033]現(xiàn)在參照?qǐng)D4，在所述圖4中示出了處于未加載狀態(tài)中的縱向加固件3的替代的第二實(shí)施例。
[0034]在這個(gè)實(shí)施例中，剛性區(qū)段7以與第一實(shí)施例相同的方式包括橫截面為波狀或者彎彎曲曲的板段8，所述板段8優(yōu)選地連接到平帶板9。然而，不同之處在于橫截面為波狀的板段8沒(méi)有構(gòu)成具有縱向彎曲部的板的一部分，所述板是縱向加固件的主要部分。替代地，筆直中間段10使得兩個(gè)彈性區(qū)段6互連，橫截面為波狀的板段8的波谷部連接到所述中間區(qū)段10。
[0035]縱向加固件3應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地具有這樣的形狀，所述形狀使得可能位于船體板2內(nèi)側(cè)5上的冷凝不會(huì)集聚形成風(fēng)險(xiǎn)。
[0036]本發(fā)明的可行的修改方案
[0037]本發(fā)明并不僅僅局限于上述以及在附圖中示出的僅為闡釋和例證目的的實(shí)施例。本專利申請(qǐng)旨在涵蓋在此描述的優(yōu)選實(shí)施例的所有修改方案和變形方案并且由附屬權(quán)利要求和其等效物的措辭限定本發(fā)明。因此，可以在附屬權(quán)利要求的范圍內(nèi)以所有可行方式修改設(shè)備。
[0038]還應(yīng)當(dāng)指出的是，關(guān)于/涉及諸如上方、下方、上、下等術(shù)語(yǔ)的信息均應(yīng)當(dāng)結(jié)合/參閱根據(jù)附圖定向的設(shè)備來(lái)理解/閱讀，其中，以這種方式定向附圖，使得能夠以適當(dāng)?shù)姆绞介喿x附圖標(biāo)記。因此，這種術(shù)語(yǔ)僅僅表示了示出的實(shí)施例中的相互關(guān)系，所述關(guān)系在根據(jù)本發(fā)明的裝配設(shè)置有另一種結(jié)構(gòu)/設(shè)計(jì)的情況下可以改變。
[0039]應(yīng)當(dāng)指出的是，即使沒(méi)有明確指出一個(gè)具體實(shí)施例的特征能夠與另一個(gè)實(shí)施例的特征相組合，但是也應(yīng)當(dāng)在可行的情況下認(rèn)為是不言自明的事實(shí)。
【權(quán)利要求】
1.一種海洋船體，所述海洋船體包括:由金屬制成的船體板(2);縱向加固件組和橫向加固件組，所述縱向加固件組中的至少一個(gè)縱向加固件(3)布置在所述船體板(2)和所述橫向加固件組中的至少一個(gè)橫向加固件⑷之間并且連接到所述船體板⑵的內(nèi)側(cè)(5)，其特征在于，所述船體板⑵的厚度小于10mm，并且所述至少一個(gè)縱向加固件(3)由與所述船體板(2)相同的金屬制成而且包括至少一個(gè)彈性區(qū)段￠)，所述彈性區(qū)段布置成沿著橫向于所述船體板(2)的厚度的方向彈性變形，并且所述彈性區(qū)段(6)布置成在受到大于1mm且小于50mm的壓縮時(shí)變形至底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋船體，其中，所述船體板(2)的厚度大于1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的海洋船體，其中，所述船體板(2)的厚度小于5mm，優(yōu)選地小于3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任意一項(xiàng)所述的海洋船體，其中，所述至少一個(gè)縱向加固件(3)的所述至少一個(gè)彈性區(qū)段(6)布置成在所施加的外力對(duì)應(yīng)于大于所述船體板(2)的屈曲載荷的70%、優(yōu)選地大于80%時(shí)開始彈性變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的海洋船體，其中，所述至少一個(gè)縱向加固件(3)的所述至少一個(gè)彈性區(qū)段(6)布置成在所施加的外力對(duì)應(yīng)于大于所述船體板(2)的所述屈曲載荷的95%、優(yōu)選地大于98%時(shí)變形至底部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任意一項(xiàng)所述的海洋船體，其中，所述至少一個(gè)縱向加固件(3)包括剛性區(qū)段(7)，所述剛性區(qū)段連接到所述彈性區(qū)段(6)中的兩個(gè)彈性區(qū)段且將所述兩個(gè)彈性區(qū)段分離開。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海洋船體，其中，所述縱向加固件(3)的所述剛性區(qū)段(7)連接到所述至少一個(gè)橫向加固件(4)，并且其中，所述縱向加固件(3)的所述兩個(gè)彈性區(qū)段(6)中的每一個(gè)均連接到所述船體板⑵的內(nèi)側(cè)(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或者7所述的海洋船體，其中，所述至少一個(gè)縱向加固件(3)包括板，所述板具有縱向彎曲部，所述板形成所述兩個(gè)彈性區(qū)段(6)以及所述剛性區(qū)段(7)的至少一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的海洋船體，其中，所述縱向加固件(3)的所述板的厚度小于所述船體板(2)的厚度。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的海洋船體，其中，所述至少一個(gè)橫向加固件(4)是橫向艙壁。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的海洋船體，其中，所述至少一個(gè)橫向加固件(4)是橫向框架。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的海洋船體，其中，所述船體板(2)和所述至少一個(gè)縱向加固件(3)由鐵素體-奧氏體不銹鋼制成
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的海洋船體，其中，所述海洋船體是滑航式船體。
14.一種海洋船舶，其包括根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任意一項(xiàng)所述的海洋船體。
【文檔編號(hào)】B63B3/26GK104220327SQ201380019475
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月11日
【發(fā)明者】霍坎·羅森 申請(qǐng)人:霍坎·羅森