本發(fā)明涉及船舶領(lǐng)域，具體是一種船用抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著航運(yùn)市場的不斷擴(kuò)大，海上船舶數(shù)量越來越多，船舶開始向大型化、高速化、大噸位化發(fā)展，這必然導(dǎo)致船舶時(shí)常發(fā)生碰撞、擱淺事故，這些事故的多發(fā)就要求營運(yùn)船舶的舷側(cè)和船底具有較強(qiáng)的耐撞能力；而且目前各國海軍均在大力發(fā)展海上裝備力量，作戰(zhàn)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(zhàn)能力及生命力是艦船設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。因此，不管是民用船舶還是軍用艦船，為了保證人員安全、設(shè)備安全，防止貨物泄露，都必須使用高性能的抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)。

對于船體結(jié)構(gòu)來說，受到?jīng)_擊作用后難免會發(fā)生變形破壞，所謂的防護(hù)性能就體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)受到強(qiáng)沖擊載荷作用下，部分結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形吸收能量，降低重要結(jié)構(gòu)受到的沖擊作用。目前在部分船舶上已經(jīng)使用防護(hù)結(jié)構(gòu)，往往采用增加普通結(jié)構(gòu)尺寸，或是采用雙層加筋板結(jié)構(gòu)，或是將原始普通船舶結(jié)構(gòu)換為新型吸能結(jié)構(gòu)，從而來提供船舶結(jié)構(gòu)抗沖擊性能。對于大型船舶如VLCC、散貨船等現(xiàn)在通常選擇使用基于加筋板結(jié)構(gòu)的雙層底、雙層殼新型結(jié)構(gòu)，來提高船舶底部和舷側(cè)的抗沖擊能力。這些防護(hù)結(jié)構(gòu)往往都是通過將原船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的改進(jìn)，或是增加一些吸能構(gòu)件來提高抗沖擊性能，這些方法往往造成船體結(jié)構(gòu)重量增加，犧牲船舶經(jīng)濟(jì)性。如果需要在控制結(jié)構(gòu)重量的情況下提高結(jié)構(gòu)抗沖擊性能，這些方法的優(yōu)越性表現(xiàn)的就不夠明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種船用抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種船用抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)層夾層板與外層夾層板，內(nèi)層夾層板與外層夾層板之間設(shè)有夾層桁架，夾層桁架有多個(gè)縱桁單元組成，各個(gè)縱桁單元包括相互成角度設(shè)置的桁架板，多個(gè)縱桁單元均布于內(nèi)層夾板層與外層夾板層之間。

其中，內(nèi)層夾層板包括內(nèi)層上蒙皮板與內(nèi)層下蒙皮板，在內(nèi)層上蒙皮板與內(nèi)層下蒙皮板之間設(shè)有夾芯層，夾芯層內(nèi)部具有多個(gè)均勻設(shè)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(shè)有折疊式夾芯層。

其中，折疊式夾芯層包括多個(gè)折疊板，多個(gè)折疊板均勻排列，相鄰折疊板之間成角度設(shè)置。

其中，多個(gè)折疊板通過長邊依次連接，相鄰折疊板構(gòu)成V型截面的槽。

其中，多個(gè)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(gè)縱桁單元的桁架板相互成角度且交叉設(shè)置。

有益效果：本發(fā)明的一種船用抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)重量相同的情況下，相對于現(xiàn)有技術(shù)降低了結(jié)構(gòu)構(gòu)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(jié)構(gòu)尺寸和數(shù)量的方法提高結(jié)構(gòu)抗沖擊能力的問題，在實(shí)現(xiàn)同等抗沖擊效果的情況下可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)重量的降低，提高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以通過預(yù)制實(shí)現(xiàn)快速組裝，實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)快速修理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為四邊形蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為單個(gè)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(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為V型折疊式夾層板夾芯層示意圖；

圖8為本發(fā)明在某型船舶雙層底結(jié)構(gòu)和雙舷側(cè)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

如圖1至圖7所示，一種船用抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)層夾層板1與外層夾層板2，內(nèi)層夾層板與外層夾層板之間設(shè)置有折疊式的夾層桁架3，夾層桁架3由有多個(gè)縱桁單元10組成，各個(gè)縱桁單元10包括相互成角度且交叉設(shè)置的桁架板，多個(gè)縱桁10單元均布于內(nèi)層夾層板1與外層夾層板2之間。內(nèi)層夾層板1包括內(nèi)層上蒙皮板4與內(nèi)層下蒙皮板5，在內(nèi)層上蒙皮板4與內(nèi)層下蒙皮板5之間設(shè)置有夾芯層6，夾芯層6包括多個(gè)均勻設(shè)置的多邊形截面的孔洞，整體構(gòu)成蜂窩狀的夾芯層6?？锥吹慕孛嫘螤顬槎噙呅?，在實(shí)際應(yīng)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(shè)置折疊式夾芯層9。折疊式夾芯層9包括多個(gè)折疊板，多個(gè)折疊板均勻排列，相鄰折疊板之間成角度設(shè)置，多個(gè)折疊板通過長邊依次連接，相鄰折疊板構(gòu)成V型截面的槽。作為另一種實(shí)施方式，多個(gè)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°。

本發(fā)明的內(nèi)層夾層板1余外層夾層板2的結(jié)構(gòu)可互換使用。

本發(fā)明基于以下原理實(shí)現(xiàn)其高效的防護(hù)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(fā)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(jié)構(gòu)整體容易變形，一方面減少?zèng)_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(nèi)層結(jié)構(gòu)起到良好的緩沖作用，有效降低船體內(nèi)層結(jié)構(gòu)的損傷。

2)對于內(nèi)層夾層板1而言，其夾芯層6垂直于內(nèi)層上蒙皮板4和內(nèi)層下蒙皮板5布置，橫向剛度大，夾芯層結(jié)構(gòu)不容易被壓潰，夾芯層結(jié)構(gòu)在沖擊作用下發(fā)生動(dòng)態(tài)漸進(jìn)壓皺屈曲變形，改善了內(nèi)夾層板架結(jié)構(gòu)整體的沖擊環(huán)境，特別是降低了內(nèi)層夾層板1的內(nèi)層下蒙皮板5的損傷，相對提高了內(nèi)層結(jié)構(gòu)的抗沖擊能力，有效保護(hù)船艙內(nèi)部的安全，為艙內(nèi)人員及設(shè)備等提供了較好的環(huán)境。

3)X型縱桁單元10分布于內(nèi)、外層夾層板之間，受壓發(fā)生褶皺，吸能效率高，同時(shí)壓皺強(qiáng)度較大，在外層夾層板2結(jié)構(gòu)發(fā)生大變形情況下，X型縱桁單元10也開始發(fā)生壓潰變形，開始接替外層夾層板2吸收沖擊能量；而且本發(fā)明雙層抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)、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(nèi)層夾層板的損傷；另外X型折疊式縱桁單元位于內(nèi)、縱桁單元之間，還具有連接內(nèi)、縱桁單元的重要作用。

本發(fā)明基于以上的防護(hù)原理設(shè)計(jì)的防護(hù)結(jié)構(gòu)與常規(guī)的雙層船體結(jié)構(gòu)相比，存在很多優(yōu)點(diǎn)，特別是該結(jié)構(gòu)內(nèi)、外層結(jié)構(gòu)均采用新型夾層板結(jié)構(gòu)替代以往的加筋板結(jié)構(gòu)，而且中間也采用了X型縱桁單元結(jié)構(gòu)替代以往的桁材結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)重量相同的情況下，降低了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸，而且大大提高了本發(fā)明的雙層抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)的抗沖擊能力，解決了以往采用增加結(jié)構(gòu)尺寸和數(shù)量的方法提高結(jié)構(gòu)抗沖擊能力的瓶頸(增加結(jié)構(gòu)尺寸和數(shù)量導(dǎo)致結(jié)構(gòu)重量的增加)。同理在實(shí)現(xiàn)同等抗沖擊效果的情況下可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)重量的降低，提高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。對于新型防護(hù)結(jié)構(gòu)中的內(nèi)、外夾層板架結(jié)構(gòu)及夾芯結(jié)構(gòu)均可以通過預(yù)制實(shí)現(xiàn)快速組裝，實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)快速修理。

本發(fā)明在設(shè)計(jì)階段必須實(shí)現(xiàn)以下要求：

1)外層夾層板2在受到碰撞或沖擊波作用時(shí)，應(yīng)能夠有效的實(shí)現(xiàn)將沖擊載荷的合理分散，實(shí)現(xiàn)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(xiàn)沖擊作用區(qū)域集中，導(dǎo)致局部區(qū)域破壞；

2)中間X型的縱桁單元10作為內(nèi)、外層夾層板的主要連接結(jié)構(gòu)，首先應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)、外層夾層板之間的合理可靠的連接，其次還應(yīng)該保證新型雙層抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)在高度的方向的穩(wěn)定性，最后更應(yīng)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(nèi)層夾層板的沖擊作用；

3)內(nèi)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(nèi)層上蒙皮板4和夾芯層6結(jié)構(gòu)能夠有效吸收沖擊能量，降低船艙內(nèi)部下層內(nèi)蒙皮板5的沖擊環(huán)境及損傷變形，保護(hù)艙內(nèi)設(shè)備和人員安全。

4)新型雙層抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)預(yù)報(bào)的沖擊載荷大小合理選擇結(jié)構(gòu)尺寸，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。