本發(fā)明涉及水面船舶
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種船用復(fù)合材料上層建筑甲板結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：復(fù)合材料作為一類特殊的結(jié)構(gòu)材料，與單一材料相比，具有比強度高、比密度大、可設(shè)計性強、防腐等性能。我國在復(fù)合材料方面取得了一定的成績，打下了一定的基礎(chǔ)。但總的來說我們的發(fā)展速度還不夠快，與發(fā)達國家相比還有一定的差距。我們應(yīng)努力發(fā)展創(chuàng)新，開發(fā)有波浪、鹽霧復(fù)雜海洋環(huán)境下使用的復(fù)合材料，形成原材料、成型加工、設(shè)計、檢查一體化的材料系統(tǒng)。充分利用各方面的資源，推動復(fù)合材料在船舶工業(yè)的進一步發(fā)展。目前國內(nèi)尚沒有船舶使用復(fù)合材料上層建筑的先例，上層建筑甲板結(jié)構(gòu)因其跨度大，同時需承受固定的甲板載荷，而給上層建筑甲板結(jié)構(gòu)帶來了設(shè)計難點，探索一種能滿足上層建筑使用性能又方便施工建造工藝要求的上層建筑甲板結(jié)構(gòu)，推動復(fù)合材料上層建筑的應(yīng)用是該領(lǐng)域研究人員亟需解決的問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種船用復(fù)合材料上層建筑甲板結(jié)構(gòu)，以解決如何將復(fù)合材料應(yīng)用于上層建筑甲板結(jié)構(gòu)的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種船用復(fù)合材料上層建筑甲板結(jié)構(gòu)，包括：甲板、橫梁以及縱桁，三者通過粘膠粘連接，并且三者均為夾芯結(jié)構(gòu)，所述夾芯結(jié)構(gòu)包括上下面板層以及位于中間的夾芯層，所述夾芯層與所述上下面板層之間通過粘膠粘連接。進一步地，所述上下面板層的材料為E玻纖維增強乙烯基酯聚脂，纖維為正交各向異性的纖維布。進一步地，所述夾芯層的材料為PVC泡沫。進一步地，所述甲板的夾芯層厚度為上面板層或下面板層厚度的20倍。進一步地，所述夾芯層厚度為20mm。進一步地，在甲板的每2～3檔肋位處設(shè)置帽型材結(jié)構(gòu)橫梁，沿船長方向間隔780mm至1170mm設(shè)置縱桁，縱桁和橫梁夾層結(jié)構(gòu)尺寸高度為100mm，寬度為60mm，縱桁和橫梁的上下面板層厚度均為5mm，夾芯層厚度均為50mm。本發(fā)明提供的船用復(fù)合材料上層建筑甲板結(jié)構(gòu)，可以達到約30％的減重效果，提高船舶的有效載荷，降低重心；設(shè)置的帽型材橫梁以及縱桁，能夠顯著減小板格大小，有效承擔(dān)上層建筑載荷降低結(jié)構(gòu)變形；其中為實現(xiàn)上層建筑結(jié)構(gòu)輕質(zhì)、高強、耐腐、防護能力強等多功能一體化以及上層建筑復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。附圖說明下面結(jié)合附圖對發(fā)明作進一步說明：圖1為本發(fā)明實施例提供的船用復(fù)合材料上層建筑甲板結(jié)構(gòu)俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的甲板與帽型材結(jié)構(gòu)節(jié)點處的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的橫梁和縱桁節(jié)點處的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的船用復(fù)合材料上層建筑甲板結(jié)構(gòu)作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。本發(fā)明的核心思想在于，本發(fā)明提供的船用復(fù)合材料上層建筑甲板結(jié)構(gòu)，可以達到約30％的減重效果，提高船舶的有效載荷，降低重心；設(shè)置的扶強材橫梁以及縱桁，能夠顯著減小板格大小，有效承擔(dān)上層建筑載荷降低結(jié)構(gòu)變形；其中為實現(xiàn)上層建筑結(jié)構(gòu)輕質(zhì)、高強、耐腐、防護能力強等多功能一體化以及上層建筑復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。圖1為本發(fā)明實施例提供的船用復(fù)合材料上層建筑甲板結(jié)構(gòu)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖1，提供一種船用復(fù)合材料上層建筑甲板結(jié)構(gòu)，包括：甲板11、橫梁12以及縱桁13，三者通過粘膠粘連接，并且三者均為夾芯結(jié)構(gòu)，所述夾芯結(jié)構(gòu)包括上下面板層以及位于中間的夾芯層，所述夾芯層與所述上下面板層之間通過粘膠粘連接。在本發(fā)明實施例中，所述上下面板層的材料為E玻纖維增強乙烯基酯聚脂，纖維為正交各向異性的纖維布，不同角度纖維布均鋪設(shè)有一定比例，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。表1為本發(fā)明實施例提供的面板材料參數(shù)表，其中包括彈性模量E，剪切模量G，比強度γ，以及密度ρ。表1中帶*的為估算值。表1材料參數(shù)數(shù)值E1145GPaE2245GPaE3312GPaγ120.19γ230.1*γ130.1*G125.5GPaG131.375GPa*G231.375GPa*ρ2540kg/m3面板共鋪有10層，45度角度鋪設(shè)的纖維布占比為40％，具體鋪層方案見表2。表2鋪層方案面層纖維鋪層甲板2mm面層+20mm芯層+2mm面層0/45/0/0/45/45/0/0/45/0在上表中面層纖維鋪層，通過0°、45°、0°、0°、45°、45°、0°、0°、45°、0°形式進行纖維鋪層。所述夾芯層的材料為PVC泡沫。表3為本發(fā)明實施例提供的夾芯層材料參數(shù)表，其中包括彈性模量E，剪切模量G，比強度γ，以及密度ρ。表3材料屬性泡沫E82.5MPaG33MPaγ0.25ρ200kg/m3圖2為本發(fā)明實施例提供的甲板與帽型材結(jié)構(gòu)節(jié)點處的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖2，在甲板的每2～3檔肋位處設(shè)置帽型材結(jié)構(gòu)橫梁，沿船長方向間隔780mm至1170mm設(shè)置縱桁，所述甲板的夾芯層厚度為上面板層21或下面板層22厚度的20倍。在本發(fā)明實施例中，所述夾芯層23厚度為20mm。圖3為本發(fā)明實施例提供的橫梁和縱桁節(jié)點處的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖3，縱桁和橫梁夾層結(jié)構(gòu)尺寸高度為100mm，寬度為60mm，縱桁和橫梁的上下面板層厚度均為5mm，夾芯層厚度均為50mm。連接角隅的加強結(jié)構(gòu)長度為40mm，厚度為2mm，連接角隅的厚度為2mm，連接長度為40mm，端部設(shè)置45度角度緩慢過渡。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變形而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3