改进的结构夹层板构件制造技术

提供了各种可用于将结构夹层板构件连接在一起的带有焊接位置的轧制或挤压型材（１ｃ，１ｄ），结构夹层板构件包括第一和第二外金属板（２１），以及以足够的强度与所述外金属板（２１）粘合以便在它们之间传递剪力的弹性体芯件（２２）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及结构夹层板构件，其包括两块外金属板和塑料或弹性体材料的芯件，芯件以足够的强度与外金属板粘合，从而显著地提高构件的结构强度。在通过引用结合于本文中的美国专利5778813和6050208中介绍了结构夹层板构件，其包括与中间弹性体芯件、如未发泡聚氨酯的芯件粘合在一起的外金属板，如钢板。这些夹层板系统可用于许多形式的结构中，以代替加强钢板并显著地简化所得结构，提高强度和结构性能(刚性、减振性能)，同时节约重量。在国际专利申请GB00/04198中介绍了这些结构夹层板构件的其它进展，此申请也通过引用结合于本文中。如这里所介绍的，可在芯层中结合泡沫模板以减轻重量，并且可增设横向金属薄板来提高刚性。在上述文献中介绍的结构件通常为简单的平面构件，其可以是平直的或弯曲的(单曲率或双曲率)，并在现场焊接在一起以形成所需的结构，例如船只、海上建筑物或桥梁，或者其它土木工程结构。一般来说，用结构夹层板构件建造的船只、海上建筑物或土木工程结构将通过首先将实际上最大的部件的钢结构焊接在一起来制造，此部件例如为外壳模块，这样就包含了一个或多个内部的气密空腔。然后将弹性体注入到那些空腔中，并固化以制出复合部件。当将镶板、部件或模块相连以形成更大或完整的结构时，焊接边缘(无弹性体)必须被包括在内，以减轻或防止弹性体因焊接过程所产生的热量而受损。当将包含有结构夹层板构件的相邻模块的钢板焊接到一起时，焊接边缘形成了连接空腔。一旦所有的焊接均完成，就将弹性体注入到连接空腔中，以制成结构上连续的复合结构。这种建造方法将固化的弹性体放置在远离待焊接的部件或板的位置。虽然这种方法提供了令人满意的结果，然而希望能对这种建造方法进行一定程度的简化。本专利技术的一个目的是提供一种结构夹层板构件，其能够更容易地装配到船只、船只部件、桥梁以及其它土木工程或海上建筑物中。根据本专利技术，提供了一种结构夹层板构件，其包括第一和第二外金属板；弹性体芯件，其以足够的强度粘合在所述外金属板上以在它们之间传递剪力；以及边缘构件，其由与所述第一和第二外金属板相连并安装在它们之间的轧制或挤压型材形成，并沿所述外金属板的至少一部分周边延伸，所述型材提供了适于将所述结构夹层板构件焊接到另一结构夹层板构件上的焊接位置。本专利技术的结构夹层板构件的外金属板的材料、尺寸和一般性能可选择成符合使用了此结构夹层板构件的特定用途的需要，其通常可如美国专利5778813和6050208中所介绍的那样。钢通常以2到20毫米的厚度来使用，而在希望重量较轻的场合下可采用铝。类似地，弹性体可以是任何适当的塑料如聚氨酯，如美国专利5778813和6050208中所介绍的那样。轧制或挤压型材可制成多种形式以结合到结构夹层板构件中，从而允许预制构件，并通过将构件在焊接位置或焊接件处与金属板焊接在一起(并不损害结构的完整性)而与较大结构形成一体，这就简化了现场施工。根据本专利技术的型材可制成具有圆角、倒角、一定的尺寸和其它特征，以提供良好的抗疲劳的连接细部、具有可方便装配(连接构件的接合)的优良尺寸控制的连接，以及内部焊接坡口(完全或部分焊透的焊接坡口、支承杆(backing bar)和/或定位板)，以降低制造成本并便于现场焊接。基于型材几何形状的焊接位置处于离芯件材料足够远的位置，使得可对预制构件进行焊接而不会损害芯件或对构件的结构性能产生不利影响。焊接位置还远离可能会承受疲劳问题的局部高应力区域。刚性的边缘型材提供了用于连接较大部件或模块的尺寸控制，其可有利地消除与加强板结构有关的费时和昂贵的热处理(heat faring)工艺。沿结构夹层板构件之间的连接的增强抗弯刚度减轻了局部焊接变形，其简化了焊接的具体操作和过程，并降低了制造成本。具有嵌入式抗剪槽、定位板和摩擦接头的型材可简化装配，从而降低了制造时间、人工和成本。根据本专利技术的型材的几何形状已经发展成可为船只、海运、土木和海上建筑物的板构件之间的典型连接提供良好的结构情况。在这里，采用表明了连接类型的字母、之后用表示了关键尺寸和单位为千克每长度米的型材的大致质量的一对数字来标识型材。例如，E40×17是用于结构夹层板构件的典型边缘型材，其具有40毫米厚的芯件和17千克/米的质量。下表列出了一些代表性的型材类型，给出了简短描述并介绍了它们的用途或使用。 根据本专利技术的结构夹层板构件可包括应用和方法所需的一个或多个空腔以及一种或多种类型的型材，结构夹层板构件可通过它们而连接(焊接)在一起，以形成完整的船只或结构。本专利技术的结构型材、形状或部件通常由钢轧制形成或由铝挤压形成，它们几乎总是采用与用于形成结构夹层板构件的外板的相同金属来形成，它们也形成为结构夹层板构件的一部分。型材通常为伸长的，并在与它们相连的结构夹层板构件和/或金属板的基本上所有周边、长度和/或宽度上延伸。应当注意的是，根据本专利技术的各种型材可与如上述引用文献中所介绍的结构夹层板构件以及根据本专利技术的结构夹层板构件一起使用。下面将参考代表性实施例和附图来介绍本专利技术，在附图中附图说明图1A到C是根据本专利技术的用于结构夹层板构件的边缘型材的剖视图；图2A和B是显示了图1C所示边缘型材可用于连接由根据本专利技术的结构夹层板构件构成的模块或结构夹层板构件的两种方式的剖视图；图3A和B是显示了根据本专利技术的较深凸、凹套接型材及其使用方式的剖视图；图4A和B是显示了根据本专利技术的较浅凸、凹套接型材及其使用方式的剖视图；图5A到D是显示了用于将结构夹层板构件连接到垂直金属板上的各种板型材的剖视图；图6是显示了用于直接力传递的贯穿厚度的板型材的剖视图；图7A和B是显示了根据本专利技术的用于构造结构夹层板构件的两种间隔型材的剖视图；图8A到G显示了用于将多种预制结构夹层板构件连接在一起的各种结构夹层板型材及其使用方式，这些预制结构夹层板构件例如为用于形成散装货船、集装箱船、油轮等的甲板和船侧板连接以及舱壁与外壳连接的构件；图9A到J是根据本专利技术的各种复式型材的剖视图及其使用方式，其可用于将多个结构夹层板构件和金属板或多个结构夹层板构件以锐角和钝角相连；图10A到D是用于在结构夹层板构件和传统的加强金属板之间进行过渡连接的过渡型材的剖视图；图11是采用了根据本专利技术的结构夹层板构件构建的成品油油轮的中间舱(mid-tank)的剖视图，并标明了不同型材的类型和位置；图12是图11所示成品油油轮的中间舱的纵向部分；图13是显示了图11所示成品油油轮的中间舱部分的结构件的分解视图；图14是带有放大部分的局部分解透视图，显示了具有根据本专利技术的整体式结构型材的结构夹层板构件及其与纵向直立金属腹板的连接；和图15是图11所示成品油油轮的两个中间舱的局部剖开的透视图，显示了用于连接两个舱部模块的边缘型材及其使用方式。在各幅图中，相似的标号表示相似的部件。图1A到C显示了边缘型材1a到c，其通常形成结构夹层板构件的外边缘，使得当许多这种板构件形成为一个较大部件或模块时，此模块的外边缘主要由可通过在相邻模块的外边缘上的焊接位置处进行焊接来装配并连接的边缘型材构成。通常来说，边缘型材包括内部支承杆和完全或部分焊透的坡口焊的坡口，以避免需要在现场提供或制作这些部分。这些部件可由轧制形成，或由标准形状的钢板制成。或者，它们可由铝挤压形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构夹层板构件，包括：第一和第二外金属板；弹性体芯件，其以足够的强度粘合在所述外金属板上以在它们之间传递剪力；以及边缘构件，其由与所述第一和第二外金属板相连并安装在它们之间的轧制或挤压型材形成，并沿所述外金属板的至少一部分周边延伸，所述型材提供了适于将所述结构夹层板构件焊接到另一结构夹层板构件上的焊接位置。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：SJ肯尼迪，
申请(专利权)人：智能工程巴哈马有限公司，
类型：发明
国别省市：BS[巴哈马]