彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明針對目前船只在受撞擊后開裂、破損、脫焊等缺陷，公開了彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦，其特征在于：船體結(jié)構(gòu)為整體彈性框架式結(jié)構(gòu)，用彈性高強(qiáng)度材料制成船只的船殼、甲板、骨架。所述的船殼呈橢圓弧形狀，消除應(yīng)力集中點(diǎn)。所述的骨架順其走勢呈弧狀或波浪狀。所述的甲板為雙層結(jié)構(gòu)。應(yīng)用相同的原理，可應(yīng)用于現(xiàn)有船只抗撞擊而增加彈性防護(hù)層的改裝上，可大大提高船只的耐撞性能。本發(fā)明所述的船只整個船體具有微彈性形變功能，當(dāng)船頭、船尾或兩側(cè)受到撞擊后，在撞擊力的作用下，船體會發(fā)生相應(yīng)的微量彈性變形，可以緩沖并吸收撞擊時的瞬間沖擊能量，大大增強(qiáng)其抗撞安全系數(shù)。所述的船只的彈性結(jié)構(gòu)不影響船只的正常行駛及承載力。
【專利說明】彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及船只結(jié)構(gòu)安全防護(hù)領(lǐng)域，特別是彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦。

【背景技術(shù)】
[0002] 古者觀落葉因以為舟。古老的中國人看到落葉掉在水面上浮而不沉而領(lǐng)悟到船的 原理起，船就一直承擔(dān)水上的重要交通運(yùn)輸工具，其應(yīng)用歷史悠久。船從史前刳木為舟起， 經(jīng)歷了獨(dú)木舟和木板船時代，1879年世界上第一艘鋼船問世后，又開始了以鋼船為主的時 代。鋼船主要包括船殼、骨架、甲板及上層建筑，各部分主要采用焊接工藝構(gòu)成一體式剛性 結(jié)構(gòu)。當(dāng)剛性的船只在水上運(yùn)行時撞擊到他物時，容易導(dǎo)致船只開裂進(jìn)水、焊處脫焊滲水， 進(jìn)而發(fā)生沉船事故。由于各種自然原因及人為原因，撞船、沉船事故屢見不鮮，其人身和經(jīng) 濟(jì)損失都是慘痛的。為防止撞船、沉船事故的發(fā)生，增強(qiáng)船只的抗撞安全系數(shù)、在艦船船體 的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計上，根據(jù)彈性防撞原理，充分考慮提高船體的安全防護(hù)能力是個有效的解 決措施。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對目前剛性船只在受撞擊后開裂、破損、脫焊等缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)合理 的彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦。
[0004] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦，其船體結(jié)構(gòu)為整體彈性框架式結(jié)構(gòu)，用彈性高強(qiáng)度材料制成 船只的船殼、骨架及甲板，所述的船殼呈橢圓弧形狀。
[0005] 所述的彈性高強(qiáng)度材料包括彈簧合金鋼、彈性不銹鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、碳纖維、 玄武巖纖維、ΡΒ0纖維、石英纖維、"凱夫拉"纖維、超高分子量聚乙烯纖維、石墨纖維、碳化硅 纖維、硼纖維的復(fù)合材料及金屬和非金屬的復(fù)合材料。
[0006] 所述的船體結(jié)構(gòu)為沒有應(yīng)力集中點(diǎn)的整體彈性框架式結(jié)構(gòu)，所述的船殼外形呈圓 弧或橢圓弧形狀，消除了應(yīng)力集中點(diǎn)，船體就不容易損傷開裂。
[0007] 所述的骨架包括龍骨、肋骨及結(jié)構(gòu)性加強(qiáng)筋、板，均順其各自走勢呈弧狀或波浪 狀。當(dāng)船體受到外力沖撞瞬間，整個船體就會產(chǎn)生微小的彈性形變而不至于發(fā)生破裂、脫焊 甚至漏水、沉船等現(xiàn)象。
[0008] 所述的甲板為雙層結(jié)構(gòu)，下層甲板為弧形龜背狀結(jié)構(gòu)連接在船殼及骨架上，同船 殼及骨架一起構(gòu)成船只的類橢圓體狀主體彈性框架；上層甲板為常規(guī)平面甲板采用彈性阻 尼滑移結(jié)構(gòu)件安裝覆蓋在下層甲板之上；所述的彈性阻尼滑移結(jié)構(gòu)件為彈簧、阻尼器、橡塑 及高分子材料彈性墊塊；所述的上下層甲板可相對滑移。
[0009] 本發(fā)明所述的船只采用具有彈性高強(qiáng)度的材料制成，其骨架順其走勢呈弧狀或波 浪狀，大大增強(qiáng)了其許可的彈性形變，同時又保證了船只的承載力；而雙層甲板的結(jié)構(gòu)，下 層甲板為弧形龜背狀結(jié)構(gòu)連接在船殼和骨架上，當(dāng)船只航行時碰到冰山或兩船相撞時，船 體船殼和骨架發(fā)生彈性形變，整個船體會相應(yīng)的發(fā)生微量彈性形變，緩沖并吸收撞擊能量， 避免了撞擊后硬碰硬導(dǎo)致的船體損傷。下層甲板是類橢圓形船體的一部分，同時也會發(fā)生 形變不至于受到破壞；而上層甲板為常規(guī)甲板采用彈性阻尼滑移結(jié)構(gòu)連接覆蓋在弧形龜殼 狀下層甲板之上，且與下層甲板之間可做相對滑移，隔離了下層甲板的形變及能量，從而保 證船體上層建筑與常規(guī)船體一樣不會受損，大大增強(qiáng)其安全系數(shù)。
[0010] 優(yōu)選地，充分考慮船體底部觸礁的防撞，所述船體的底部，為雙層結(jié)構(gòu)，在原始底 部增加彈性防護(hù)層。所述的彈性防護(hù)層的結(jié)構(gòu)設(shè)計與整個船體相同，外殼呈圓弧狀，內(nèi)部骨 架及加強(qiáng)筋、板均順其垂直于底部外殼的走勢呈弧狀或波浪狀，材料為彈性高強(qiáng)度的材料 制成。當(dāng)船只底部觸礁時，船體底部的防護(hù)夾層會產(chǎn)生適量彈性形變，從而緩沖、吸收大部 分沖擊能量，使得船體底部不至于開裂，確保船只的航行安全。
[0011] 根據(jù)同樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，本發(fā)明專利可用于對現(xiàn)有船只進(jìn)行抗撞擊改裝，其特 征在于：在船只的易撞擊處增加一層彈性防護(hù)層，所述的彈性防護(hù)層包括弧形外殼、內(nèi)部骨 架及加強(qiáng)筋、板。所述的弧形外殼、內(nèi)部骨架及加強(qiáng)筋、板用彈性高強(qiáng)度材料制成弧狀或波 浪狀；所述的外殼與原船體外殼采用圓滑過度相切連接，所述的彈性防護(hù)層具有受到撞擊 后會產(chǎn)生相應(yīng)的彈性形變，緩沖并吸收撞擊能量，增強(qiáng)其承受大撞擊量的能力，以確保整個 需改進(jìn)的船只的耐撞性能，提升其安全系數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一船體的三維圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一船體的船殼及骨架的俯視圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一船體的橫向剖視圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例二在船體增加彈性防護(hù)層的橫向剖視圖； 其中，1 :船殼；2 :骨架；21 :龍骨；22 :肋骨；23 :芳龍骨；3 :甲板；31 :下層甲板；32 :上 層甲板；4 :彈性阻尼滑移結(jié)構(gòu)件；5 :彈性防護(hù)層；51 :弧形外殼；52 :內(nèi)部骨架。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加明白、清楚，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對本 發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014] 實(shí)施例一： 如圖1、2、3、所示，彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦，其船體結(jié)構(gòu)為整體彈性框架式結(jié)構(gòu)，用彈性 高強(qiáng)度材料制成船只的船殼1、骨架2及甲板3,所述的船殼1呈橢圓弧形狀，所述的骨架2 順其走勢呈弧狀或波浪狀，所述的甲板3為雙層結(jié)構(gòu)。
[0015] 所述的船體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計為沒有應(yīng)力集中點(diǎn)的整體彈性框架式結(jié)構(gòu)，所述的船殼 1呈圓弧或橢圓弧形狀。
[0016] 所述的骨架2包括龍骨21、肋骨22、旁龍骨23及結(jié)構(gòu)性加強(qiáng)筋、板，均順其各自走 勢呈弧狀或波浪狀。
[0017] 所述的甲板3為雙層結(jié)構(gòu)，下層甲板31為弧形龜背狀結(jié)構(gòu)連接在船殼1及骨架2 上，同船殼1及骨架2 -起構(gòu)成船只的類橢圓體狀主體彈性框架；上層甲板32為常規(guī)平面 甲板，依托彈性阻尼滑移結(jié)構(gòu)，4支撐安裝覆蓋在下層甲板31之上；所述的彈性阻尼滑移結(jié) 構(gòu)件4為彈簧、阻尼器、橡塑及高分子材料彈性墊塊；所述的上層甲板32與下層甲板31可 相對滑移。
[0018] 所述的彈性高強(qiáng)度材料包括彈簧合金鋼、彈性不銹鋼、低合金高彈性鋼、碳纖維、 玄武巖纖維、ΡΒ0纖維、石英纖維、"凱夫拉"纖維、超高分子量聚乙烯纖維、石墨纖維、碳化硅 纖維、硼纖維的復(fù)合材料及金屬和非金屬的復(fù)合材料。
[0019] 所述的船只采用具有彈性高強(qiáng)度的材料制成，其骨架2順其走勢呈弧狀或波浪 狀，大大增強(qiáng)了其許可范圍內(nèi)的彈性形變，同時又保證了船只的承載力；而雙層甲板3的結(jié) 構(gòu)，下層甲板31為弧形龜背狀結(jié)構(gòu)連接在船殼1和骨架2上，當(dāng)船頭、船尾或兩側(cè)受到撞擊 后，在撞擊力的作用下，船體會發(fā)生相應(yīng)的微量彈性形變，其彈性變形不影響船只的正常行 駛。船殼1和骨架2發(fā)生彈性形變時，下層甲板31同時相應(yīng)發(fā)生形變；而上層甲板32為常 規(guī)甲板依托彈性阻尼滑移結(jié)構(gòu)4支撐連接，覆蓋在下層甲板31之上且與下層甲板31之間 可相對滑移，起到隔離緩沖并吸收撞擊能量的作用，可保證船體上層建筑及其他使用與常 規(guī)船體一樣平穩(wěn)舒適，大大增強(qiáng)其安全系數(shù)。
[0020] 優(yōu)選的，考慮船體底部的防撞性能，所述船體的底部，為雙層結(jié)構(gòu)，在原始底部增 加彈性防護(hù)層5。所示的彈性防護(hù)層5的結(jié)構(gòu)設(shè)計與整個船體相同，外殼51呈圓弧狀，內(nèi) 部骨架52及加強(qiáng)筋、板均順其垂直于底部外殼51的走勢呈弧狀或波浪狀，材料為彈性高強(qiáng) 度的材料制成。當(dāng)船只底部觸礁時，船體底部的彈性防護(hù)層5會產(chǎn)生適量彈性形變，從而緩 沖、吸收大部分沖擊能量，使得船體底部不至于開裂，確保船只的航行安全。
[0021] 實(shí)施例二： 如圖4所示，在現(xiàn)有船只的易撞擊處(本實(shí)施例中為船體的兩側(cè)）增加一層彈性防護(hù)層 5,所述的彈性防護(hù)層包括弧形外殼51、內(nèi)部骨架52及加強(qiáng)筋、板，由彈簧鋼或彈性不銹鋼 或低合金高彈性鋼加工成型。所述的內(nèi)部骨架52及加強(qiáng)筋、板均順其走勢制成弧狀或波浪 狀，所述的彈性防護(hù)層5的弧形外殼51與船體原外殼之間的連接采用圓滑過度相切連接， 消除了應(yīng)力集中點(diǎn)，增強(qiáng)其承受外力沖擊強(qiáng)度，改進(jìn)增加彈性防護(hù)層5的船只，受到撞擊時 其撞擊處的彈性防護(hù)層5發(fā)生彈性形變，緩沖并吸收撞擊能量，使得撞擊力傳遞至船殼，乃 至船體的能量就大大削弱，增強(qiáng)了船只的耐撞性能，提升其安全系數(shù)。
[0022] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭示的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為 準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦，其船體結(jié)構(gòu)為整體彈性框架式結(jié)構(gòu)，用彈性高強(qiáng)度材料制 成船只的船殼、骨架及甲板，所述的船殼呈橢圓弧形狀，所述的骨架順其走勢呈弧狀或波浪 狀，所述的甲板為雙層結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦，其特征在于：所述的彈性高強(qiáng)度材料 包括彈簧合金鋼、彈性不銹鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、碳纖維、玄武巖纖維、PBO纖維、石英纖維、 "凱夫拉"纖維、超高分子量聚乙烯纖維、石墨纖維、碳化硅纖維、硼纖維的復(fù)合材料及金屬 和非金屬的復(fù)合材料。
3. 如權(quán)利要求1所述的彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦，其特征在于：所述的船體結(jié)構(gòu)為沒有 應(yīng)力集中點(diǎn)的整體彈性框架式結(jié)構(gòu)，所述的船殼外形呈圓弧或橢圓弧形狀。
4. 如權(quán)利要求1所述的彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦，其特征在于：所述的骨架包括龍骨、肋 骨及結(jié)構(gòu)性加強(qiáng)筋、板，均順其各自走勢呈弧狀或波浪狀。
5. 如權(quán)利要求1所述的彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦，其特征在于：所述的甲板為雙層結(jié)構(gòu)， 下層甲板為弧形龜背狀結(jié)構(gòu)連接在船殼及骨架上，同船殼及骨架一起構(gòu)成船只的類橢圓體 狀主體彈性框架；上層甲板為常規(guī)平面甲板采用彈性阻尼滑移結(jié)構(gòu)件安裝覆蓋在下層甲板 之上；所述的彈性阻尼滑移結(jié)構(gòu)件為彈簧、阻尼器、橡塑及高分子材料彈性墊塊；所述的上 下層甲板可相對滑移。
6. 如權(quán)利要求1所述的彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦，其特征在于：在船只底部增加彈性防 護(hù)層。
7. 如權(quán)利要求6所述的彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦，其特征在于：所述的彈性防護(hù)層包括 弧形外殼、肋骨及加強(qiáng)筋、板；所述的弧形外殼與船體外殼圓滑相交相切；所述的彈性防護(hù) 層的弧形外殼、肋骨與加強(qiáng)筋、板均由彈性高強(qiáng)度材料制成弧狀或波浪狀。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的彈性框體結(jié)構(gòu)防撞船艦，可用于對現(xiàn)有船只進(jìn)行耐撞改裝， 其特征在于：在船只的易撞擊部位增加所述的彈性防護(hù)層。
【文檔編號】B63B43/18GK104085497SQ201410327284
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】姜立平 申請人:姜立平