一种分段式钢质框架船体模型及加工方法技术

本发明专利技术涉及一种分段式钢质框架船体模型及加工方法，包括由玻璃纤维制成的分段式船壳，钢制舷侧纵梁同时与钢质的主肋骨和次肋骨上端焊接；支撑横梁的两端分别与主肋骨焊接，支撑横梁的下部通过支撑柱与主肋骨焊接；支撑横梁上表面焊接基座，多个基座同时与沿分段式船体长度方向放置的测量梁焊接；主肋骨、次肋骨与分段式船壳之间用原子灰、玻璃纤维、不饱和树脂进行连接固定；舷侧纵梁与分段式船壳之间用原子灰、玻璃纤维、不饱和树脂进行连接固定。从而使模型具有刚度足够大的肋骨框架、各构件连接稳固可靠，使得船模发生高频振动时配重惯性载荷与船模湿表面压力有效传递至测量梁上，保证了大尺度船模波浪载荷试验的测量精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种分段式钢质框架船体模型及加工方法


[0001]本专利技术涉及分段式船模波浪载荷试验与测试
，尤其是一种分段式钢质框架船体模型及加工方法。

技术介绍

[0002]随着社会的发展及航运的需要，船舶逐渐趋于大型化，船体刚度降低，柔性增大，湿模态固有频率随之降低，船体发生线性波激振动的概率增大，对船体的疲劳寿命会构成极大的威胁。为了对船体线性波激振动现象开展试验研究，需要设计并加工大尺度分段式船体模型。
[0003]传统的分段式船体模型内部支撑框架为木质，设计方案和加工工艺适用于主尺度小于5m～6m的船模，当需要设计并加工长达8m甚至更大的大尺度分段式船体模型时，由于木质肋骨框架刚度较弱，波浪载荷难以有效传递至钢质测量梁，且木质肋骨框架会对船模的各项参数带来很大的不确定性，传统的设计方案与加工方法已不再适用，需要开发新型的分段式船体模型，以便对船舶线性波激振动现象开展精确的试验研究。

技术实现思路

[0004]本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种分段式钢质框架船体模型及加工方法，从而使模型具有刚度足够大的肋骨框架、各构件连接稳固可靠，使得船模发生高频振动时配重惯性载荷与船模湿表面压力有效传递至测量梁上，保证了大尺度船模波浪载荷试验的测量精度。
[0005]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种分段式钢质框架船体模型，包括由多个分段式船壳组成的分段式船体，分段式船壳由玻璃纤维制成，还包括材质均为钢质的主肋骨、次肋骨、舷侧纵梁、支撑横梁、支撑柱、测量梁和基座；
[0007]每个分段式船壳中部内表面设置主肋骨，每个分段式船壳前后端内表面设置次肋骨，每个分段式船壳左右舷内侧沿船体长度方向设置舷侧纵梁，舷侧纵梁同时与主肋骨和次肋骨上端焊接；
[0008]每个分段式船壳中部设置支撑横梁，支撑横梁的轴线方向与分段式船体长度方向垂直，支撑横梁的两端分别与主肋骨焊接，支撑横梁的下部通过支撑柱与主肋骨焊接；
[0009]支撑横梁上表面焊接基座，多个基座同时与沿分段式船体长度方向放置的测量梁焊接；
[0010]主肋骨、次肋骨与分段式船壳之间用原子灰、玻璃纤维、不饱和树脂进行连接固定；
[0011]舷侧纵梁与分段式船壳之间用原子灰、玻璃纤维、不饱和树脂进行连接固定。
[0012]其进一步技术方案在于：
[0013]分段式船壳的数量大于等于10。
[0014]支撑横梁刚度与测量梁刚度比值大于0.15。
[0015]相邻的分段式船壳之间采用胶皮连接。
[0016]主肋骨和次肋骨的截面为工字型，主肋骨、次肋骨与分段式船壳之间接触部位缝隙中填充原子灰，主肋骨和次肋骨下部的腹板、面板与两侧的分段式船壳表面同时覆盖玻璃纤维，通过在玻璃纤维的贴合面涂抹不饱和树脂以及层叠的玻璃纤维之间涂抹不饱和树脂，将主肋骨和次肋骨与分段式船壳连接固定。
[0017]舷侧纵梁为方钢，舷侧纵梁与分段式船壳之间接触部位缝隙中填充原子灰，舷侧纵梁的外部与两侧的分段式船壳表面同时覆盖玻璃纤维，通过在玻璃纤维的贴合面涂抹不饱和树脂以及层叠玻璃的纤维之间涂抹不饱和树脂，将舷侧纵梁与分段式船壳连接固定。
[0018]一种分段式钢质框架船体模型的加工方法，包括以下步骤：
[0019]第一步：加工阳模，阳模的线型与多个分段式船壳组成的分段式船体模型的线型相同；
[0020]第二步：加工模具：将阳模倒置于加工平台上，在阳模外表面涂上一层防水树脂，再在阳模表面覆盖若干层玻璃纤维，防水树脂将玻璃纤维牢牢地吸附在阳模的外表面，同时用不饱和树脂将各层玻璃纤维固定在一起；
[0021]待玻璃纤维凝固后，将阳模与玻璃纤维分离，成型后的玻璃纤维即为与分段式船体外表面匹配的模具；
[0022]第三步：加工分段式船壳：在模具内的分段式船体分段位置对应处安装木质分段隔板，隔板将模具内部空间划分为多个独立的单元，采用真空负压法在模具内相邻木质隔板间加工分段式船壳；
[0023]第四步：加工钢质肋骨框架：各段所需的钢质肋骨框架的外形结构与对应的分段式船壳内部匹配，钢质肋骨框架包括位于每个分段式船壳中部内表面的主肋骨以及每个分段式船壳前后端内表面的次肋骨；
[0024]第五步：安装钢质肋骨框架：将加工好的钢质肋骨框架依次内置于相应的分段式船壳内，钢质肋骨框架与船壳接触部位会有小缝隙，首先在钢质肋骨框与分段式船壳接触的一面涂上原子灰，使得在安装钢质肋骨框架时，原子灰填充在肋骨框架与船壳之间的缝隙中，同时原子灰凝固后，起到固定肋骨框的作用，在钢质肋骨框架下部与钢质肋骨框架两侧的分段式船壳上同时层层覆盖玻璃纤维与不饱和树脂，将钢质肋骨框架与分段式船壳紧紧固定在一起；
[0025]第六步：安装支撑横梁与舷侧纵梁：用激光水平仪在各主肋骨上标记出支撑横梁的安装位置，然后在各主肋骨标记高度处安装支撑横梁，将支撑横梁的两端与主肋骨焊接，在分段式船壳的支撑横梁与主肋骨之间安装支撑柱，支撑柱位于分段式船壳的中纵剖面处，支撑柱的两端分别与支撑横梁与主肋骨焊接，主肋骨与次肋骨上端配合安装舷侧纵梁，在舷侧纵梁与分段式船壳之间接触部位缝隙中填充原子灰，舷侧纵梁的外部与两侧的分段式船壳表面同时层层覆盖玻璃纤维与不饱和树脂，将舷侧纵梁与分段式船壳紧紧固定在一起，舷侧纵梁与主肋骨与次肋骨通过焊接的方式连接；
[0026]第七步：分段船模称重：分段式船壳内安装主肋骨、次肋骨、舷侧纵梁和支撑横梁、支撑柱组装后整体为分段船模，将分段船模从模具中取出称重，然后重新放置于模具内；
[0027]第八步：分段船模与测量梁装配：通过与测量梁配合的基座将测量梁安装于支撑
横梁上，基座与支撑横梁通过焊接连接在一起，基座与测量梁通过焊接连接在一起；
[0028]第九步：船模密封：将分段船模从模具中取出，用橡胶薄膜将船模在分段处进行密封，橡胶薄膜在分段处需呈内凹状态。
[0029]其进一步技术方案在于：
[0030]第一步中加工阳模的过程如下：
[0031]加工木质肋骨框：根据对应肋位处的分段式船体模型横剖面线型加工木质肋骨框，并将木质肋骨框从船艏至船艉依次编号，木质肋骨框的外形尺寸小于需要制作阳模的凸出外表面的尺寸；
[0032]木质肋骨框定位：将木质肋骨框按照顺序从船艏到船艉依次倒置且固定于加工平台上；
[0033]加工玻璃钢外壳：在木质肋骨框周围覆盖若干层玻璃纤维，用不饱和树脂将玻璃纤维与肋骨框紧紧地包裹在一起，玻璃纤维逐层覆盖逐层粘贴；
[0034]玻璃钢外壳成型：待玻璃纤维与不饱和树脂凝固，在船体外壳涂上原子灰，用与分段式船体外形对应的船体卡板对玻璃钢外壳外部线型进行测量，在型值凸出处去除掉多余的原子灰，在型值不足处补充原子灰，直至型线满足要求；
[0035]加固肋骨框：将玻璃钢外壳翻转，在玻璃钢外壳内的木质肋骨框周围覆盖玻璃纤维，用不饱和树脂将玻璃纤维与木质肋骨框、玻璃钢外壳紧紧包裹在一起，完成阳模的加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分段式钢质框架船体模型，其特征在于：包括由多个分段式船壳(a)组成的分段式船体，分段式船壳(a)由玻璃纤维制成，还包括材质均为钢质的主肋骨(b)、次肋骨(c)、舷侧纵梁(d)、支撑横梁(e)、支撑柱(f)、测量梁(g)和基座(h)；每个分段式船壳(a)中部内表面设置主肋骨(b)，每个分段式船壳(a)前后端内表面设置次肋骨(c)，每个分段式船壳(a)左右舷内侧沿船体长度方向设置舷侧纵梁(d)，舷侧纵梁(d)同时与主肋骨(b)和次肋骨(c)上端焊接；每个分段式船壳(a)中部设置支撑横梁(e)，支撑横梁(e)的轴线方向与分段式船体长度方向垂直，支撑横梁(e)的两端分别与主肋骨(b)焊接，支撑横梁(e)的下部通过支撑柱(f)与主肋骨(b)焊接；支撑横梁(e)上表面焊接基座(h)，多个基座(h)同时与沿分段式船体长度方向放置的测量梁(g)焊接；主肋骨(b)、次肋骨(c)与分段式船壳(a)之间用原子灰、玻璃纤维、不饱和树脂进行连接固定；舷侧纵梁(d)与分段式船壳(a)之间用原子灰、玻璃纤维、不饱和树脂进行连接固定。2.如权利要求1所述的一种分段式钢质框架船体模型，其特征在于：分段式船壳(a)的数量大于等于10。3.如权利要求1所述的一种分段式钢质框架船体模型，其特征在于：支撑横梁(e)的刚度与测量梁(g)刚度的比值大于0.15。4.如权利要求1所述的一种分段式钢质框架船体模型，其特征在于：相邻的分段式船壳(a)之间采用胶皮连接。5.如权利要求1所述的一种分段式钢质框架船体模型，其特征在于：主肋骨(b)和次肋骨(c)的截面为工字型，主肋骨(b)、次肋骨(c)与分段式船壳(a)之间接触部位缝隙中填充原子灰，主肋骨(b)和次肋骨(c)下部的腹板、面板与两侧的分段式船壳(a)表面同时覆盖玻璃纤维，通过在玻璃纤维的贴合面涂抹不饱和树脂以及层叠的玻璃纤维之间涂抹不饱和树脂，将主肋骨(b)和次肋骨(c)与分段式船壳(a)连接固定。6.如权利要求1所述的一种分段式钢质框架船体模型，其特征在于：舷侧纵梁(d)为方钢，舷侧纵梁(d)与分段式船壳(a)之间接触部位缝隙中填充原子灰，舷侧纵梁(d)的外部与两侧的分段式船壳(a)表面同时覆盖玻璃纤维，通过在玻璃纤维的贴合面涂抹不饱和树脂以及层叠玻璃的纤维之间涂抹不饱和树脂，将舷侧纵梁(d)与分段式船壳(a)连接固定。7.一种分段式钢质框架船体模型的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：加工阳模，阳模的线型与多个分段式船壳(a)组成的分段式船体模型的线型相同；第二步：加工模具：将阳模倒置于加工平台上，在阳模外表面涂上一层防水树脂，再在阳模表面覆盖若干层玻璃纤维，防水树脂将玻璃纤维牢牢地吸附在阳模的外表面，同时用不饱和树脂将各层玻璃纤维固定在一起；待玻璃纤维凝固后，将阳模与玻璃纤维分离，成型后的玻璃纤维即为与分段式船体外表面匹配的模具；第三步：加工分段式船壳(a)：在模具内的分段式船体分段位置对应处安装木质分段隔板，隔板将模具内部空间划分为多个独立的单元，采用真空负压法在模具内相邻木质隔板
间加工分段式船壳(a)；第四步：加工钢质肋骨框架：各段所需的钢质肋骨框架的外形结构与对应的分段式船壳(a)内部匹配，钢质肋骨框架包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：司海龙，赵南，耿彦超，朱云龙，蒋彩霞，杨骏，胡嘉骏，田超，丁军，陆晔，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：