一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构的制作方法

本实用新型涉及船舶制造的技术领域，具体是涉及一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构。

背景技术：

舰船主机和柴油发电机组排气一般采用以下两种方式进行，分别为烟囱排气和舷侧排气。

目前，采用烟囱排气的方式需要设置独立的烟道，但是烟道会占用较大的舱室空间，对总体舱室的布置和设计要求较高，不利于在舱室空间需求高的舰船上使用。而舷侧排气无需布置独立的烟道，还能降低排气口处的红外辐射能量、排气口温度及噪声辐射等特点，可提高舰船的隐蔽性、降低被探测跟踪的概率、提高舰船的战斗力、提高舰船舱室和设备的合理布置，但是由于舷侧排气采用在舰船外板上设置大开口的方式实现，难以保证大开口区域的局部强度和刚度，同时也容易导致因大开口而导致舰船总纵强度的不足的问题，使得其强度要求、刚度要求、设备的布置及接口要求难以达到预期。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构，将由水平构件和垂直构件组成的加强型框架式结构与舷侧外板上的纵骨、强肋骨采用直接连接和肘板连接的形式来进行有效连接，使得在舷侧外板的大开口区域形成了一体式的板架加强结构，并于排气管和加强型框架式结构之间采用放射状布置的肘板进行连接，更好的支撑了排气管，保证了大开口区域的局部强度和刚度，也避免了因大开口造成的舰船总纵强度不足的问题，并且在舷侧外板的大开口区域设置嵌厚板作为排气管的安装支撑面，进一步提高了强度和刚度要求，还满足了设备的布置以及接口的要求，实用性更高。

具体技术方案如下：

一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构，设置于舷侧外板的大开口区域，具有这样的特征，包括：水平构件、垂直构件、嵌厚板以及肘板，水平构件和垂直构件交叉布置并固定连接形成框架结构，其中，

水平构件包括若干平行且间隔设置的纵向加强构件，纵向加强构件均沿舷侧的纵骨的方向布置，纵向加强构件的两端均连接于舷侧的强肋骨上；

垂直构件包括若干平行且间隔设置的垂向加强构件，垂向加强构件均沿舰船的高度方向布置，且垂向加强构件的两端分别连接于两相邻的纵向加强构件上；

嵌厚板设置于框架结构的中心区域内，嵌厚板上开设有大开口，嵌厚板的边缘固定于舷侧外板上，且嵌厚板的形状与排气管在舷侧外板处的接口轮廓线一致；

肘板包括连接肘板和支撑肘板，连接肘板设置于纵向加强构件和强肋骨之间以及垂向加强构件和纵骨之间并相互连接，支撑肘板设置于排气管和纵向加强构件之间以及排气管和垂向加强构件之间并相互连接。

上述的一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构，其中，大开口的形状呈鹅卵形设置，且大开口的长边沿船长的方向布置，短边沿舰船的高度方向布置。

上述的一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构，其中，在大开口区域内，舷侧外板和嵌厚板之间设置有过渡板，过渡板包括第一过渡板和第二过渡板，第一过渡板和第二过渡板均呈框体设置，第一过渡板的内沿和嵌厚板的外沿连接，第一过渡板的外沿和第二过渡板的内沿连接，第二过渡板的外沿连接于舷侧外板上。

上述的一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构，其中，第一过渡板的板厚和嵌厚板的板厚相差50％；第二过渡板的板厚和第一过渡板的板厚相差50％。

上述的一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构，其中，第一过渡板的内沿和外沿之间的宽度为500mm；第二过渡板的内沿和外沿之间的宽度为500mm。

上述的一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构，其中，在船长方向上，第一过渡板和第二过渡板的宽度之和等于或大于嵌厚板的长度；在舰船的高度方向上，第一过渡板和第二过渡板的宽度之和等于或大于嵌厚板的宽度。

上述的一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构，其中，嵌厚板的外形尺寸比排气管的接口轮廓线的尺寸大30～50mm。

上述的一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构，其中，支撑肘板呈放射状分布于排气管的四周。

上述的一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构，其中，支撑肘板的厚度大于或等于强肋骨的厚度。

上述的一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构，其中，连接肘板的厚度大于或等于强肋骨的厚度。

上述技术方案的积极效果是：

1、在舷侧外板的大开口区域设置加强型框架式结构，既提高了局部结构的强度和刚度，还为配套设备的安装提供了足够的安装空间，同时也保证了与舷侧外板上各类构件的有效过渡与衔接，结构更合理；

2、在舷侧外板的大开口区域设置嵌厚板作为排气管的安装支撑面，进一步提高了局部的强度和刚度要求，同时也满足了配套设备的布置以及接口的要求；

3、将大开口的形状呈鹅卵形设置，既保证了排气最小截面的要求，又有效降低了大开口导致的应力集中问题；

4、嵌厚板的形状与排气管在舷侧外板处的接口轮廓线一致，可保证了设备满足安装要求的情况下减少了舰船结构的重量；

5、舷侧外板和嵌厚板之间设置有内外连接布置的第一过渡板和第二过渡板，且嵌厚板、第一过渡板、第二过渡板以及舷侧外板的厚度依次减小，有效减小了厚板向薄板转变的过渡范围，不仅更好的控制了舰船结构的重量，还有效降低了板厚差带来的应力集中问题，使得力的传递更为均匀，结构更稳定；

6、支撑肘板呈放射状分布于排气管的四周，既实现了对排气管的支撑，同时也能提高局部结构的强度和刚度，使受力和传递载荷更均匀。

附图说明

图1为本实用新型的一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构的实施例的结构图；

图2为本实用新型一较佳实施例的过渡板的布置图；

图3为本实用新型一较佳实施例的加强型框架式结构横向剖视图；

图4为本实用新型一较佳实施例的加强型框架式结构纵向剖视图；

图5为本实用新型一较佳实施例的支撑肘板45°倾斜布置处的剖视图；

图6为本实用新型一较佳实施例的支撑肘板纵向布置处的剖视图；

图7为本实用新型一较佳实施例的支撑肘板垂向布置处的剖视图；

图8为本实用新型一较佳实施例的加强型框架式结构和纵骨连接处的纵向剖视图。

附图中：1、纵向加强构件；2、垂向加强构件；3、嵌厚板；4、连接肘板；5、支撑肘板；6、强肋骨；7、纵骨；8、排气管；81、接口轮廓线；9、第一过渡板；10、第二过渡板；11、舷侧外板；111、舷侧外板板缝线；12、大开口。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图8对本实用新型提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本实用新型的限定。

图1为本实用新型的一种舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构的实施例的结构图；图2为本实用新型一较佳实施例的过渡板的布置图；图3为本实用新型一较佳实施例的加强型框架式结构横向剖视图；图4为本实用新型一较佳实施例的加强型框架式结构纵向剖视图。如图1、图2图3以及图4所示，本实施例提供的舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构包括：水平构件、垂直构件、嵌厚板3以及肘板。加强型框架式结构设置于舰船的舷侧外板11的大开口区域内。水平构件和垂直构件相互交叉布置并固定连接后形成一框架结构，框架结构将舷侧的大开口12围住，且框架结构连接固定于舷侧外板11的骨架结构上，形成舷侧外板11的骨架结构和框架结构连接的一体式板架结构，从而实现结构的加强。

具体的，框架结构的水平构件包括若干平行且间隔设置的纵向加强构件1，纵向加强构件1均沿舷侧的纵骨7的方向布置，纵向加强构件1的两端均连接于舷侧的强肋骨6上，实现了将水平构件固定连接于舷侧外板11的骨架结构上的目的。框架结构的垂直构件包括若干平行且间隔设置的垂向加强构件2，垂向加强构件2均沿舰船的高度方向布置，且垂向加强构件2的两端分别连接于两相邻的纵向加强构件1上，此时，垂向加强构件2垂直于纵向加强构件1布置，同时，最外侧的垂向加强构件2还可固定连接于舷侧的纵骨7上，实现了垂直构件和舷侧外板11的骨结构连接固定，从而提高了舷侧的大开口区域的强度和刚度，为配套设备的安装提供了足够的安装空间，同时也保证了与舷侧外板11上各类构件的有效过渡与衔接，结构更合理。

具体的，在舷侧的大开口区域内且位于框架结构的中心区域内设置有嵌厚板3，嵌厚板3上开设有大开口12，嵌厚板3的边沿与舷侧外板11连接，且嵌厚板3的形状与排气管8在舷侧外板11处的接口轮廓线81一致，使得嵌厚板3可作为排气管8的安装支撑面，进一步提高了局部的强度和刚度要求，同时也满足了配套设备的布置以及接口的要求，同时，也保证了设备满足安装要求的情况下减少了舰船结构的重量的要求，结构更合理。

更加具体的，设置于嵌厚板3上的大开口12的形状呈鹅卵形设置，且大开口12的长边沿船长的方向布置，短边沿舰船的高度方向布置，既可保证排气的最小截面的要求，又能有效降低因大开口12导致的应力集中问题，结构更满足需求，实用性更高。

更加具体的，在舷侧外板11和嵌厚板3之间设置有过渡板，其中过渡板包括第一过渡板9和第二过渡板10，第一过渡板9和第二过渡板10均呈框体设置，且第二过渡板10套设于第一过渡板9内，并且第一过渡板9内套设有嵌厚板3，而第二过渡板10套设于舷侧外板11内，即第一过渡板9的内沿和嵌厚板3的外沿连接，第一过渡板9的外沿和第二过渡板10的内沿连接，第二过渡板10的外沿连接于舷侧外板11上，且嵌厚板3、第一过渡板9、第二过渡板10以及舷侧外板11的厚度依次减小，实现了板厚的过渡布置，有效减小了厚板向薄板转变的过渡范围，不仅更好的控制了舰船结构的重量，还有效降低了板厚差带来的应力集中问题，使得力的传递更为均匀，结构更稳定。

更加具体的，图8为本实用新型一较佳实施例的加强型框架式结构和纵骨连接处的纵向剖视图。如图1、图3、图4以及图8所示，加强型框架式结构和侧外板的骨架结构之间设置有肘板，肘板包括连接肘板4和支撑肘板5，连接肘板4设置于纵向加强构件1和强肋骨6之间并相互连接，同样，连接肘板4也设置于垂向加强构件2和纵骨7之间并相互连接；支撑肘板5设置于排气管8和纵向加强构件1之间并相互连接以及支撑肘板5设置于排气管8和垂向加强构件2之间并相互连接，有效将加强型框架式结构与舷侧外板11处的骨架结构进行了连接，连接稳定性更高，结构更合理，使得加强型框架式结构所受的载荷更好的传递至舰船的骨架结构上，提高舰船在舷侧外板11处的大开口区域的强度和刚度。

更加具体的，图5为本实用新型一较佳实施例的支撑肘板45°倾斜布置处的剖视图；图6为本实用新型一较佳实施例的支撑肘板纵向布置处的剖视图；图7为本实用新型一较佳实施例的支撑肘板垂向布置处的剖视图。如图1、图5、图6以及图7所示，支撑肘板5呈放射状分布于排气管8的四周，此时，支撑肘板5按照纵向、45°倾斜以及垂向的方向布置，其中，纵向布置的支撑肘板5连接固定于排气管8和垂向加强构件2之间，垂向和45°倾斜布置的支撑肘板5连接固定于排气管8和纵向加强构件1之间，实现了对排气管8的支撑，同时也能提高局部结构的强度和刚度，使受力和传递载荷更均匀。

作为优选的实施方式，第一过渡板9的板厚和嵌厚板3的板厚相差50％；第二过渡板10的板厚和第一过渡板9的板厚相差50％，更满足舰船的结构设计，同时，嵌厚板3的板厚根据嵌厚板3和舷侧外板板缝线111之间的距离选定，适应性更高。

作为优选的实施方式，第一过渡板9的内沿和外沿之间的宽度为500mm；第二过渡板10的内沿和外沿之间的宽度为500mm。且在船长方向上，第一过渡板9和第二过渡板10的宽度之和等于或大于嵌厚板3的长度；在舰船的高度方向上，第一过渡板9和第二过渡板10的宽度之和等于或大于嵌厚板3的宽度，且各宽度数据均可根据舷侧外板板缝线111选定，既保证了局部的强度和刚度，同时也控制了结构的重量，结构更合理，适应性更高。

作为优选的实施方式，嵌厚板3的外形尺寸比排气管8的接口轮廓线81的尺寸大30～50mm，本方案选定扩大尺寸为30mm，既能保证作为排气管8的安装支撑面的强度和刚度要求，同时，也能控制结构的重量，结构更合理。

作为进一步优选的实施方式，纵向加强构件1根据设备安装空间需求来确定是垂直于舷侧外板11布置还是平行于舷侧外板11布置，并且可根据设备的安装空间确定加强型框架式结构上是否设置面板，在保证局部结构强度和刚度要求的情况下提高了适应性。

作为进一步优选的实施方式，支撑肘板5的厚度大于或等于强肋骨6的厚度；连接肘板4的厚度大于或等于强肋骨6的厚度，提升了连接结构的稳定性，提高舰船结构的强度和刚度，提高稳定性。

本实施例提供的舷侧排气大开口区域的加强型框架式结构，包括水平构件、垂直构件、嵌厚板3以及肘板；通过将水平构件和垂直构件组成的加强型框架式结构与舷侧外板11上的纵骨7、强肋骨6采用直接连接和肘板连接的形式来进行有效连接，使得在舷侧外板11的大开口区域形成了一体式的板架加强结构，并于排气管8和加强型框架式结构之间采用放射状布置的肘板进行连接，更好的支撑了排气管8，保证了大开口区域的局部强度和刚度，也避免了因大开口12造成的舰船总纵强度不足的问题，受力和传递载荷更均匀，并且在舷侧外板11的大开口区域设置嵌厚板3作为排气管8的安装支撑面，进一步提高了局部结构的强度和刚度要求，还满足了相应设备的布置以及接口的要求。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。