船用抗沖擊防護結構的制作方法

本實用新型涉及船舶領域，具體是一種船用抗沖擊防護結構。

背景技術：

隨著航運市場的不斷擴大，海上船舶數量越來越多，船舶開始向大型化、高速化、大噸位化發展，這必然導致船舶時常發生碰撞、擱淺事故，這些事故的多發就要求營運船舶的舷側和船底具有較強的耐撞能力；而且目前各國海軍均在大力發展海上裝備力量，作戰中勢必會受到爆炸沖擊作用，因此提高艦船抗爆能力、增加艦船作戰能力及生命力是艦船設計的首要任務。因此，不管是民用船舶還是軍用艦船，為了保證人員安全、設備安全，防止貨物泄露，都必須使用高性能的抗沖擊防護結構。

對于船體結構來說，受到沖擊作用后難免會發生變形破壞，所謂的防護性能就體現在結構受到強沖擊載荷作用下，部分結構發生塑性變形吸收能量，降低重要結構受到的沖擊作用。目前在部分船舶上已經使用防護結構，往往采用增加普通結構尺寸，或是采用雙層加筋板結構，或是將原始普通船舶結構換為新型吸能結構，從而來提供船舶結構抗沖擊性能。對于大型船舶如VLCC、散貨船等現在通常選擇使用基于加筋板結構的雙層底、雙層殼新型結構，來提高船舶底部和舷側的抗沖擊能力。這些防護結構往往都是通過將原船體結構進行一定的改進，或是增加一些吸能構件來提高抗沖擊性能，這些方法往往造成船體結構重量增加，犧牲船舶經濟性。如果需要在控制結構重量的情況下提高結構抗沖擊性能，這些方法的優越性表現的就不夠明顯。

技術實現要素：

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型提供一種船用抗沖擊防護結構。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型的一種船用抗沖擊防護結構，包括內層夾層板與外層夾層板，內層夾層板與外層夾層板之間設有夾層桁架，夾層桁架有多個縱桁單元組成，各個縱桁單元包括相互成角度設置的桁架板，多個縱桁單元均布于內層夾板層與外層夾板層之間。

其中，內層夾層板包括內層上蒙皮板與內層下蒙皮板，在內層上蒙皮板與內層下蒙皮板之間設有夾芯層，夾芯層內部具有多個均勻設置的多邊形截面的孔洞。

其中，外層夾板層包括外層上蒙皮板與外層下蒙皮板，在外層上蒙皮板與外層下蒙皮板之間設有折疊式夾芯層。

其中，折疊式夾芯層包括多個折疊板，多個折疊板均勻排列，相鄰折疊板之間成角度設置。

其中，多個折疊板通過長邊依次連接，相鄰折疊板構成V型截面的槽。

其中，多個折疊板相互之間不接觸且均勻布置。

其中，相鄰折疊板之間的夾角為50°～130°。

其中，各個縱桁單元的桁架板相互成角度且交叉設置。

有益效果：本實用新型的一種船用抗沖擊防護結構，在結構重量相同的情況下，相對于現有技術降低了結構構件的尺寸，而且大大提高了抗沖擊能力，解決了以往采用增加結構尺寸和數量的方法提高結構抗沖擊能力的問題，在實現同等抗沖擊效果的情況下可以實現結構重量的降低，提高經濟價值，可以通過預制實現快速組裝，實現施工工藝的簡單化，而且在后期船舶修理中也可以通過模塊更換的方法實現快速修理。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為四邊形蜂窩夾層板結構示意圖；

圖3為四邊形蜂窩夾層板夾芯層示意圖；

圖4為X型折疊式夾芯桁架結構示意圖；

圖5為單個X型折疊式夾芯桁架組裝示意圖；

圖6為V型折疊式夾層板結構示意圖；

圖7為V型折疊式夾層板夾芯層示意圖；

圖8為本實用新型在某型船舶雙層底結構和雙舷側結構中的應用示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作更進一步的說明。

如圖1至圖7所示，一種船用抗沖擊防護結構，包括內層夾層板1與外層夾層板2，內層夾層板與外層夾層板之間設置有折疊式的夾層桁架3，夾層桁架3由有多個縱桁單元10組成，各個縱桁單元10包括相互成角度且交叉設置的桁架板，多個縱桁10單元均布于內層夾層板1與外層夾層板2之間。內層夾層板1包括內層上蒙皮板4與內層下蒙皮板5，在內層上蒙皮板4與內層下蒙皮板5之間設置有夾芯層6，夾芯層6包括多個均勻設置的多邊形截面的孔洞，整體構成蜂窩狀的夾芯層6。孔洞的截面形狀為多邊形，在實際應用中，可選但不限于三角形、四邊形或六邊形。外層夾層板2包括外層上蒙皮板7與外層下蒙皮板8，在外層上蒙皮板7與外層下蒙皮板8之間設置折疊式夾芯層9。折疊式夾芯層9包括多個折疊板，多個折疊板均勻排列，相鄰折疊板之間成角度設置，多個折疊板通過長邊依次連接，相鄰折疊板構成V型截面的槽。作為另一種實施方式，多個折疊板相互之間不接觸且均勻布置。相鄰折疊板之間的夾角為50°～130°。

本實用新型的內層夾層板1余外層夾層板2的結構可互換使用。

本實用新型基于以下原理實現其高效的防護性能：

1)對于外層夾層板2而言，在碰撞或沖擊波等沖擊載荷作用下，外層上蒙皮板7發生膜拉伸變形，V型的折疊式夾芯層9易被壓潰變形，使得外層夾層板2結構整體容易變形，一方面減少沖擊載荷的能量輸入，另一方面V型的折疊式夾芯層9具有較高的吸能特性，可以有效的吸收、耗散沖擊過程中的能量，對船體內層結構起到良好的緩沖作用，有效降低船體內層結構的損傷。

2)對于內層夾層板1而言，其夾芯層6垂直于內層上蒙皮板4和內層下蒙皮板5布置，橫向剛度大，夾芯層結構不容易被壓潰，夾芯層結構在沖擊作用下發生動態漸進壓皺屈曲變形，改善了內夾層板架結構整體的沖擊環境，特別是降低了內層夾層板1的內層下蒙皮板5的損傷，相對提高了內層結構的抗沖擊能力，有效保護船艙內部的安全，為艙內人員及設備等提供了較好的環境。

3)X型縱桁單元10分布于內、外層夾層板之間，受壓發生褶皺，吸能效率高，同時壓皺強度較大，在外層夾層板2結構發生大變形情況下，X型縱桁單元10也開始發生壓潰變形，開始接替外層夾層板2吸收沖擊能量；而且本實用新型雙層抗沖擊防護結構內、外層夾層板之間的空間比較大，X型折疊式縱桁單元10存在足夠的變形空間，最大程度的減小了內層夾層板的損傷；另外X型折疊式縱桁單元位于內、縱桁單元之間，還具有連接內、縱桁單元的重要作用。

本實用新型基于以上的防護原理設計的防護結構與常規的雙層船體結構相比，存在很多優點，特別是該結構內、外層結構均采用新型夾層板結構替代以往的加筋板結構，而且中間也采用了X型縱桁單元結構替代以往的桁材結構，在結構重量相同的情況下，降低了結構構件的尺寸，而且大大提高了本實用新型的雙層抗沖擊防護結構的抗沖擊能力，解決了以往采用增加結構尺寸和數量的方法提高結構抗沖擊能力的瓶頸(增加結構尺寸和數量導致結構重量的增加)。同理在實現同等抗沖擊效果的情況下可以實現結構重量的降低，提高經濟價值。對于新型防護結構中的內、外夾層板架結構及夾芯結構均可以通過預制實現快速組裝，實現施工工藝的簡單化，而且在后期船舶修理中也可以通過模塊更換的方法實現快速修理。

本實用新型在設計階段必須實現以下要求：

1)外層夾層板2在受到碰撞或沖擊波作用時，應能夠有效的實現將沖擊載荷的合理分散，實現沖擊載荷分散作用在中間X型折疊式縱桁單元10上，盡量避免出現沖擊作用區域集中，導致局部區域破壞；

2)中間X型的縱桁單元10作為內、外層夾層板的主要連接結構，首先應該能夠實現內、外層夾層板之間的合理可靠的連接，其次還應該保證新型雙層抗沖擊防護結構在高度的方向的穩定性，最后更應該能夠有效吸收沖擊過程中的能量，并能夠有效的分散傳遞外層夾層板傳遞來的沖擊載荷，盡量降低對內層夾層板的沖擊作用；

3)內層夾層板1在受到X型折疊式縱桁單元10傳遞來的沖擊作用后，該夾層板的內層上蒙皮板4和夾芯層6結構能夠有效吸收沖擊能量，降低船艙內部下層內蒙皮板5的沖擊環境及損傷變形，保護艙內設備和人員安全。

4)新型雙層抗沖擊防護結構整體設計應該根據預報的沖擊載荷大小合理選擇結構尺寸，實現結構的最優化。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。