專利名稱：腹板和成型件的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種腹板梁架，為帶有沿著其一側(cè)面邊緣焊接就位翼緣的板狀件。本發(fā)明還涉及成型梁板，它要作為翼緣垂直地焊接在形成腹板的板件上面，此翼緣對(duì)稱地或非對(duì)稱地從板件的兩側(cè)伸出。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的研制一直與設(shè)計(jì)和建造大型船舶相關(guān)聯(lián)，但是，本發(fā)明的新型腹材梁架和成型梁板當(dāng)然也可以在需要使用梁架或梁架式支撐件的各種其他設(shè)施中發(fā)揮良好作用。
由于船舶尺寸增大，造船工業(yè)一直關(guān)注著梁架的研制，包括縱向梁架，橫向梁架和其他類似的支撐件，從軋制型材到焊接型材。前述型材以板材的形式供應(yīng)和使用，沿著其一個(gè)側(cè)面邊緣焊上翼緣，從一般的T字型材或梁架可知。
從獲得腹板梁架和無論何處使用腹板梁架的結(jié)構(gòu)總體的均需有充分的強(qiáng)度的觀點(diǎn)來看，腹板梁架上的翼緣末端是很重要的。除了需要充分的強(qiáng)度之外；還有一個(gè)重大因素是，較大的強(qiáng)固翼緣會(huì)增加結(jié)構(gòu)的重量，并且還會(huì)對(duì)鋼材表面具有令人驚異的巨大影響。某種結(jié)構(gòu)主要是船舶的表面區(qū)域在純凈成本方面是具有很大重要意義的，因?yàn)樗ū仨毞栏幚淼谋砻?。其次，從表面處理的觀點(diǎn)來看，目前的通常焊制腹板梁架不具有特別良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是因?yàn)樵诖饲闆r下腹板梁架具有相當(dāng)難以接近的90°內(nèi)角，還有尖銳的外角。
SE 930/013公開了一種腹板梁架，具有焊在板件的端面上的單面隆起形翼緣。此單面隆起件只從板件一側(cè)伸出，從而給予腹板梁架一種L形狀。這種形狀未經(jīng)證實(shí)是特別有利的。它易因疲勞損壞。這類L形型材的應(yīng)力集中系數(shù)(K)大約是2.5。為了補(bǔ)償這一點(diǎn)，必須增大尺寸以及重量。在一般的其中腹板和翼緣二者都由平直板鋼構(gòu)成的T形腹板梁架的情況中，K將是大約1.5。不過，這類平直板鋼制的腹板梁架在腐蝕抗力和如上述的表面可處理性方面特性不良。
本發(fā)明的目的是，提供腹板梁架和成型梁板，在重量/強(qiáng)度比方面，特別是在涂漆面積/強(qiáng)度比方面，會(huì)取得一些優(yōu)點(diǎn)。涂漆一詞在此用來泛指目的在于提供腐蝕防護(hù)的任何種類的表面處理。
按照本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)采用目的在于優(yōu)化有關(guān)重量和涂漆面積方面的各項(xiàng)條件的、腹板梁架翼緣的專門設(shè)計(jì)，可有較大的節(jié)約。按照本發(fā)明，令人驚異地發(fā)現(xiàn)，通過把翼緣成形加工為一個(gè)在板件兩側(cè)上相對(duì)于板件中面對(duì)稱地或非對(duì)稱地伸出的單面隆起形梁板，可以達(dá)到本發(fā)明的目的，經(jīng)由具有倒圓的棱角并制作得平行于板件的一各自邊緣側(cè)邊此單面隆起形梁板在橫截面上具有成100°至200°鈍角(α)伸出的兩傾斜側(cè)邊，化為一垂直于腹板梁架而伸展的一共同側(cè)邊。
單面隆起體或單面隆起梁板在此用來表明一種厚實(shí)的、帶圓角的成型梁板，它顯著區(qū)別于通常的平直邊緣的翼緣實(shí)施例，其中真正的翼緣是一板件，該板材垂直地焊在板件上，以便構(gòu)成一腹板梁架。在這種設(shè)計(jì)的情況下，有可能達(dá)到低到1.5到1.9的應(yīng)力集中系數(shù)，同時(shí)獲得上面指出的在腐蝕抗力和表面處理方面的有利條件。
適中的非對(duì)稱形狀可提供與對(duì)稱型材相比而言的較好的屈曲抗力和一種頗為良好的抗疲勞能力。非對(duì)稱設(shè)計(jì)特別適合于此處具有略小尺寸的腹板梁架，因?yàn)椴蝗痪蜁?huì)出現(xiàn)某種扭轉(zhuǎn)屈曲現(xiàn)象。不過，非對(duì)稱性是如此之小，以致K系數(shù)不會(huì)顯著增大。
板件與傾斜側(cè)面之間的最佳角度是110°。在非對(duì)稱型材的情況下，有利的是，單面隆起形梁板的較小，伸出部分的角度具有同一數(shù)值。
一種如所指出的對(duì)稱或非對(duì)稱的單面隆起梁板，與各種已知實(shí)施例相比，在重量可涂漆面積方面會(huì)產(chǎn)生令人驚異的節(jié)約。
因而，本發(fā)明的目的之一在于提供一種有利的解決辦法，比起從較早一些設(shè)計(jì)，其中所獲得的重量/強(qiáng)度比提高了，涂漆面積/強(qiáng)度比也比較有利，同時(shí)，一直在作出努力以提供一種圓角較多的型式(基于圓柱體和球體在表面面積方面是最佳方案這種認(rèn)識(shí))。采用新型的腹板梁架，而特別是在此專門的新型翼緣實(shí)施例中，一些物理?xiàng)l件獲得改進(jìn)，而所獲得的一種腹板梁架具有改進(jìn)了的倒圓的棱角，并且不帶任何尖銳外部邊緣，亦即，避免出現(xiàn)那些頗為難以接近或難以用某種適宜的防護(hù)劑予以適當(dāng)處理和涂敷的區(qū)域。
本發(fā)明的另一目的是，給予設(shè)計(jì)工程師根據(jù)少量標(biāo)準(zhǔn)化元件作出有利的技術(shù)解決辦法的可能性，設(shè)計(jì)工程師被給予機(jī)會(huì)來確定腹板梁架的尺寸，而特別是按照需要來確定主要翼緣的尺寸。按照本發(fā)明，因而也提出一種成型梁板，設(shè)計(jì)得垂直地焊在形成腹板的板件上作為一種對(duì)稱或非對(duì)稱的翼緣，這種成型梁板的特征在于，在橫截面上它是單面隆起形狀的，具有帶有焊在板件上的一中心平面的一側(cè)，從此中心焊接面開始，各自一個(gè)坡面?zhèn)让娌糠謨A斜而行，經(jīng)由具有倒圓的棱角的相應(yīng)的各平行邊緣側(cè)面成為對(duì)置于焊接面并垂直于板件平面而伸展的一個(gè)側(cè)面。
因而，借助于本發(fā)明提供一種成型梁板，它以用于焊接在不同板件寬度上，以便形成所需的腹材梁架尺寸(梁架寬度)。許多成型梁板可以有利地定出尺寸和加工成形，以致一名設(shè)計(jì)工程師可以使用少量這種成型梁板來解決問題，由于他可以在這些梁板之中加以選擇并規(guī)定一種選定的成型梁板用于焊接就位在一所需的板件尺寸上。
所述兩個(gè)側(cè)面部分之中的較大者，或者可供選擇地，這二者，可以有利地相對(duì)于板件平面的一垂線傾斜成一20°的角度。
按照本發(fā)明的一種腹板梁架或一種成型梁板的典型之處在于，對(duì)稱的和非對(duì)稱的單面隆起形梁板將在梁架平面上具有比梁架平面的實(shí)際厚度和公知板形翼緣的厚度大得多的尺寸。就象公知的腹板梁架的情況下那樣，梁架寬度一般比翼緣的厚度大至少一號(hào)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D紙?jiān)敿?xì)地說明本發(fā)明，圖紙中圖1是符合本發(fā)明的一種典型的腹板梁架的透視簡(jiǎn)圖；圖2是從圖1所示腹板梁架的焊接一面觀看的腹板梁架的透視簡(jiǎn)圖；圖3是符合本發(fā)明的一種成型梁板的透視簡(jiǎn)圖；圖4表明圖3中的成型梁板，從面朝外邊的一面觀看，即當(dāng)它焊接就位時(shí)成型梁板的自由或未裝接的一面；圖5表明此新型腹板梁架在船上的一項(xiàng)應(yīng)用實(shí)例；以及圖6-10關(guān)于一種非對(duì)稱橫截面，表明與圖1-5同樣的內(nèi)容。
最佳實(shí)施例圖1和6是符合本發(fā)明的一種典型腹板梁架的透視簡(jiǎn)圖，梁架由一板件1和一單面隆起形成型梁板2組成。單面隆起形成型梁板2形成腹板梁架上的一翼緣，板件1構(gòu)成腹板梁架中的腹板，而兩個(gè)構(gòu)件在3處焊接在一起。如圖1、2和3、4所示，成型梁板2設(shè)計(jì)成具有一中央焊接面4，由此向兩邊傾斜的是坡形側(cè)部或側(cè)面5、6，它們經(jīng)由具有圓角7、8的側(cè)面9、10化為一共同側(cè)面，此側(cè)面對(duì)置于焊接面4。
兩個(gè)傾斜側(cè)面5、6之中的一個(gè)或兩個(gè)，相對(duì)于板件平面的傾斜角α＝110°。換句話說傾斜的一個(gè)側(cè)面或兩個(gè)側(cè)面5、6相對(duì)于板件平面的垂線構(gòu)成的角度是20°。
如圖2和7所示，腹板梁架的梁架寬度h大于單面隆起形梁板2的厚度好幾倍，梁板最好是大至少一號(hào)。因而，比如，在一種典型腹板梁架的情況下，h可以是650mm，而單面隆起形梁板2的厚度可以是從40到50mm。實(shí)際板件1的一相關(guān)厚度s將比方是12mm。翼緣的寬度b可以是從125到200mm。焊接面4的寬度可以是從20到30mm，最好是25mm，即大于板件的厚度s，以致同一成型梁板可以用以組成一較厚的腹板梁架，s≤18。在這種設(shè)計(jì)的情況下，有可能采用通常的焊接生產(chǎn)線。
圖5和10表明關(guān)于符合本發(fā)明的腹板梁架如何能夠用在船上的一項(xiàng)實(shí)例，在此情況下，一艘油輪具有一縱向構(gòu)架。在此，特別可以看出，單面隆起形翼緣圓角很大，以致避免出現(xiàn)相當(dāng)難以接近的角落(內(nèi)角)，這一點(diǎn)在這類結(jié)構(gòu)所必需的抗腐蝕處理方面是一項(xiàng)重大的優(yōu)點(diǎn)。如所指出，本發(fā)明的一項(xiàng)特殊的優(yōu)點(diǎn)是，翼緣背面區(qū)域是帶圓角形狀的，傾斜的后側(cè)表面5、6和側(cè)面邊緣9、10倒圓棱角都有助于此。
權(quán)利要求
1.一種腹板梁架，狀為一板件，帶有沿著其一側(cè)面邊緣焊接起來的一翼緣，特征在于，翼緣狀為一單面隆起形的梁板(2)，相對(duì)于板件(1)的中面對(duì)稱地或非對(duì)稱地在其兩側(cè)上伸出，還在于，單面隆起形梁板(2)在橫截面上具有傾斜的兩個(gè)側(cè)邊(5、6)，所述側(cè)邊從板件(1)成100°至120°的鈍角(α)伸出，此兩個(gè)側(cè)邊經(jīng)由具有倒圓的棱角(7、8)并平行于板件的各自一個(gè)側(cè)面邊緣(9、10)而成為一垂直于板件平面的一個(gè)共同側(cè)邊(11)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種腹板梁架，特征在于該鈍角是110°。
3.按照前述權(quán)利要求之中的一項(xiàng)所述的一種腹板梁架，特征在于一焊接面(4)，位于各傾斜側(cè)面(5，6)之間并具有20至30mm的寬度，最好是大約25mm。
4.按照前述權(quán)利要求之中的一項(xiàng)所述的一種腹板梁架，特征在于，單面隆起形梁板具有125至200mm的寬度(b)和40至50mm的厚度(t)。
5.按照前述權(quán)利要求之中的一項(xiàng)所述的一種腹板梁架，特征在于，單面隆起形梁板的寬度(b)與厚度(t)的比值是在2.5與4.5之間。
6.一種成形梁板，目的是要用作翼緣而垂直地焊接在一腹板梁架的板件上，對(duì)稱地或非對(duì)稱地在所述板件的兩側(cè)上伸出，特征在于，在翼截面上成形梁板具有一種單面隆起形狀，在一側(cè)上具有一中央平面(4)，用于焊接在板件(1)上，從這一中央焊接平面(4)起，各自一個(gè)坡形側(cè)面部分(5、6)傾斜而行并經(jīng)由具有倒圓的棱角(7、8)的、設(shè)計(jì)得平行于中央平面(4)并垂直于它的伸展的相應(yīng)邊緣側(cè)面(9、10)而成為一側(cè)面(11)，它垂直于板件平面伸展并對(duì)置于焊接面(4)，特征還在于，所述各側(cè)面部分(5、6)相對(duì)于板件平面的一垂線傾斜成-10°至30°的角度。
7.按照權(quán)利要求6所述的一種成形梁板，特征在于所述角度是20°。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的一種成形梁板，特征在于，平面隆起形梁板具有125至200mm的寬度(b)和40至50mm的厚度(t)。
9.按照權(quán)利要求6、7或8所述的一種成形梁板，特征在于，單面隆起形梁板的寬度(b)與厚度(t)的比值是在2.5至4.5之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種腹板梁架,狀為一板件帶有沿著其一個(gè)側(cè)面邊緣焊接起來的一翼緣,此翼緣設(shè)計(jì)成一單面隆起形的梁板(2),相對(duì)于板件(1)的中面對(duì)稱地或非對(duì)稱地在其兩側(cè)上伸展。單面隆起形梁板(2)在橫截面上具有傾斜的兩個(gè)側(cè)邊(5、6),從板件(1)成100°至120°的鈍角(α)伸出,此兩個(gè)側(cè)邊經(jīng)由具有倒圓的棱角(7、8)并平行于板件的各自一個(gè)側(cè)面邊緣(9、10)而成為一垂直于板件平面的一個(gè)共同側(cè)邊(11)。
文檔編號(hào)E04C2/38GK1175927SQ96191990
公開日1998年3月11日 申請(qǐng)日期1996年2月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月16日
發(fā)明者O·比約魯, G·厄夫林莫, R·雅丁格爾 申請(qǐng)人:芬地亞普羅菲勒公司