【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及舰船结构设计领域，具体涉及一种低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置及其制造方法。
技术介绍
1、流水孔和透气孔普遍存在于水下航行器的非耐压结构表面，用于非耐压区域与外界的联通。水下航行器表面的开孔会使来流在空腔内形成涡，从而增加流体阻力，并产生脉动激励，使结构振动并辐射噪声。涡的阻力作用和脉动激励作用，都与涡的尺度有关。涡的尺度越大，其频率越低，能量越高，产生的阻力和脉动激励越大。基于这一认识，一般较大开孔均采用格栅形式，将大尺度涡分割为小尺度涡，以实现减阻和降噪效果。
2、目前常用的流水孔和透气孔大致分为无格栅的小型开孔和有格栅的大型开孔两类，其中格栅的形式又可分为平板型和板条型。然而，上述各种开孔形式均针对钢结构设计，对于应用日益广泛的复合材料非耐压结构，现有开孔形式并不适用。
3、现在，船用非耐压结构大量采用复合材料壳板，并在内部钢制框架加强。复合材料壳板分为可拆式和不可拆式两种。可拆式复合材料壳板可通过板缝实现内外联通，而不可拆式复合材料壳板与钢制框架永久连接，没有板缝，故须专门设置流水孔和透气孔。在复合材料壳板上开孔可选择以下几种形式：1）直接开孔；2）嵌入复合材料预制格栅；3）嵌入钢制格栅。第一种直接开孔会使壳板的芯材暴露在外，须采取措施对孔壁进行包覆，工艺难度大。第二种嵌入复材格栅则格栅板条本身的刚度较差，不利于抑制流激振动。第三种嵌入钢制格栅则存在钢制件与复材的连接问题，使工艺复杂化，并且格栅在流激下频繁振动，与复材的连接可靠性也存在隐患。另一方面，在复合材料壳板上开孔，即便
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置及其制造方法，旨在实现在复合材料壳板上设置流水孔和透气孔，同时其工艺简单。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，包括钢制开孔结构、复合材料壳板以及钢制框架，其中，
3、所述钢制开孔结构上设置有多个通孔，钢制开孔结构与钢制框架焊接连接，复合材料壳板在焊接后的钢制开孔结构四周成型并与其外围侧固定连接，复合材料壳板包括芯材以及包裹于芯材外的纤维层，纤维层真空灌注树脂固化成型从而与钢制开孔结构连接成一个整体。
4、优选地，所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置还包括套于钢制开孔结构的外围侧且贴合于复合材料壳板设置的安装板条，安装板条通过紧固件与复合材料壳板固定连接。
5、优选地，所述安装板条与钢制开孔结构焊接连接。
6、优选地，所述复合材料壳板上形成有用于供钢制开孔结构安装的开槽，该开槽的侧壁与复合材料壳板的芯材之间设置有间隙，开槽的侧壁与复合材料壳板的芯材之间采用纤维层铺设而成。
7、优选地，所述安装板条与复合材料壳板的纤维层上的预埋螺钉连接，预埋螺钉的头部也覆盖有纤维层。
8、优选地，所述复合材料壳板开槽背离钢制框架的一端上切割有沟槽，沟槽处填充有柔性密封剂。
9、优选地，所述安装板条上开设有与开槽适配的安装孔，安装孔的顶端面开设单面坡口，钢制开孔结构位于安装孔内且钢制开孔结构与安装孔之间通过焊料填充。
10、优选地，所述钢制开孔结构包括位于外侧的围栏、位于围栏内部的中间隔板以及连接中间隔板和围栏的连接板条，其中，连接板条将围栏内部的中空空间分隔成多个通孔，中间隔板与钢制框架焊接连接。
11、优选地，所述中间隔板的高度大于围栏的高度。
12、本专利技术进一步提出一种基于上述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置的制造方法，包括以下步骤：
13、将制作好的钢制开孔结构与钢制框架焊接连接；
14、在钢制开孔结构的外围侧布置安装板条，并将安装板条与钢制开孔结构焊接连接；
15、在安装板条外围侧安装模具，并在模具上方铺设纤维层和芯板，使芯材的外围侧均被纤维层所包裹，安装完成后，在纤维层上真空灌注树脂从而成型复合材料壳板。
16、本专利技术提出的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，先焊接钢结构的钢制开孔结构，最后对复合材料壳板成型，也就是对复合材料壳板间接开孔，解决了在复合材料壳板直接开孔存在的工艺难题。与直接开孔和传统格栅式开孔方案相比，本专利技术一方面优化了开孔形状，在保证开孔面积的前提下，有效降低流阻和脉动激励；另一方面优化了开孔位置，利用复合材料板架结构已有的钢制框架（也就是钢制框架），使开孔区域的刚度提高，进一步抑制流激振动，以获得更好的降噪效果。由于钢制框架在复合材料板架结构上大量存在，且分布基本均匀，因此本专利技术提出的开孔形式在总体布置上具有更高的灵活性。本专利技术可在不影响复合材料壳板功能性，不增加额外重量，不占用板格面积，且不破坏壳板外表面整体平整、美观的前提下，满足流水孔或透气孔的总面积要求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，包括钢制开孔结构、复合材料壳板以及钢制框架，其中，
2.如权利要求1所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，还包括套于钢制开孔结构的外围侧且贴合于复合材料壳板设置的安装板条，安装板条通过紧固件与复合材料壳板固定连接。
3.如权利要求2所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，所述安装板条与钢制开孔结构焊接连接。
4.如权利要求2所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，所述复合材料壳板上形成有用于供钢制开孔结构安装的开槽，该开槽的侧壁与复合材料壳板的芯材之间设置有间隙，开槽的侧壁与复合材料壳板的芯材之间采用纤维层铺设而成。
5.如权利要求4所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，所述安装板条与复合材料壳板的纤维层上的预埋螺钉连接，预埋螺钉的头部也覆盖有纤维层。
6.如权利要求4所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，所述复合材料壳板开槽背离钢制框架的一端上切割有沟槽，沟槽处填充有柔性密封剂
7.如权利要求4所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，所述安装板条上开设有与开槽适配的安装孔，安装孔的顶端面开设单面坡口，钢制开孔结构位于安装孔内且钢制开孔结构与安装孔之间通过焊料填充。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，所述钢制开孔结构包括位于外侧的围栏、位于围栏内部的中间隔板以及连接中间隔板和围栏的连接板条，其中，连接板条将围栏内部的中空空间分隔成多个通孔，中间隔板与钢制框架焊接连接。
9.如权利要求8所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，所述中间隔板的高度大于围栏的高度。
10.一种基于权利要求1至9中任意一项所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，包括钢制开孔结构、复合材料壳板以及钢制框架，其中，
2.如权利要求1所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，还包括套于钢制开孔结构的外围侧且贴合于复合材料壳板设置的安装板条，安装板条通过紧固件与复合材料壳板固定连接。
3.如权利要求2所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，所述安装板条与钢制开孔结构焊接连接。
4.如权利要求2所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，所述复合材料壳板上形成有用于供钢制开孔结构安装的开槽，该开槽的侧壁与复合材料壳板的芯材之间设置有间隙，开槽的侧壁与复合材料壳板的芯材之间采用纤维层铺设而成。
5.如权利要求4所述的低阻低噪水下航行器复合材料板连接装置，其特征在于，所述安装板条与复合材料壳板的纤维层上的预埋螺钉连接，预埋螺钉的头部也覆盖有纤维层。
6.如权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伯奇，何其健，沈志华，熊宝权，张生坤，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。