一种大型LNG船高应力区域的新型肘板趾端结构的制作方法

一种大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构
技术领域
1.本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构。

背景技术：

2.船体结构是一种复杂的大型水上结构系统，作为各种对象的水上承载体，其结构安全性至关重要，因此除了对强度、刚度和稳定性进行研究校准外，疲劳强度也是一项重要指标，它对船舶的使用寿命同样有着重大影响。大型lng运输船更是一种高技术、高附加值船舶，载运约-163℃的超低温液化天然气，其营运周期一般不少于25年，要求具有极高的质量及稳定性。据分析，一艘17万m3的lng船，全船共有12处高应力关键区域，其主要分布在凸形甲板斜面的端部连接处、货舱区域内壳折角以及货舱区域横舱壁板的直角连接处等典型节点。
3.传统lng船凸形甲板斜板端部与主甲板连接处，其肘板通常采用直斜边形状的趾端进行过渡，以凸形甲板斜面与主甲板之间的连接为例，连接凸形甲板斜面与主甲板的扶强肘板有直斜边趾端，这种结构位于高应力区域，在航行中尤为容易产生疲劳，出现裂纹和断裂，因此在设计建造过程中往往采用加大板厚的方式来提高此区域的抗疲劳强度，这也无形当中增加了建造成本。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构，有效改善和提高了典型节点的抗疲劳性能，避免此类结构因高应力而引起的严重结构损坏。
5.一种大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构，设置于肘板主体的趾端处，包括依次首尾平滑衔接的第一曲边、斜边和第二曲边，所述第一曲边的起始端连接在肘板自由边的末端，斜边的两端部分别与第一曲边和第二曲边相切且其与肘板底板之间的夹角为15
°‑
30
°
，第二曲边的终止端通过垂直边与肘板底边相连，所述第一曲边的弯曲方向与肘板自由边的弯曲方向相同，第二曲边的弯曲方向与肘板自由边的弯曲方向相反。
6.优选地，所述第一曲边的圆弧半径为50mm，第二曲边的圆弧半径为10mm-15mm。
7.优选地，所述第二曲边的圆弧半径为10mm。
8.优选地，所述斜边与肘板底板之间的夹角为15
°
。
9.优选地，所述垂直边的长度为20
±
5mm。
10.优选地，所述第一曲边的起始端与肘板底边之间的垂直距离为100
±
10mm。
11.优选地，所述第一曲边的起始端与肘板自由边的连接处还设置有一个半径为10mm的过渡圆弧。
12.优选地，所述高应力区域包括凸形甲板斜边的端部连接处、货舱区域内壳折角、货舱区域横舱壁板的直角连接处。
13.本发明的有益效果是：
14.1、本发明为一种弹性设计理念，该肘板趾端结构适用于凸形甲板斜边的端部连接处、货舱区域内壳折角、货舱区域横舱壁板的直角连接处等典型节点，肘板趾端的垂直边与主甲板焊接，在船体处于波浪运动等交变载荷作用下时，本发明的肘板趾端结构可以给予高应力区域的节点结构一定的抵抗与缓冲能力，从而很大程度地缓解和预防典型节点产生疲劳裂纹，可有效改善和提高高应力区域典型节点的抗疲劳性能，避免此类结构因高应力而引起严重的结构损坏和变形。
15.2、本发明的肘板趾端结构通过设置双曲边，给肘板趾端结构提供了一个缓冲区域，使船体高应力区域的节点结构在处于波浪运动等交变载荷作用下，有能力更好的阻止结构变形，缓解和预防产生疲劳裂纹。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
17.图1是采用本发明肘板趾端结构的肘板的安装示意图。
18.图2是图1中肘板趾端处a-1的结构放大图。
19.图3是传统肘板趾端在有限元分析下的疲劳寿命。
20.图4是本发明肘板趾端结构在有限元分析下的疲劳寿命。
21.图中标号的含义为：
22.1、肘板主体；2、第一曲边；3、斜边；4、垂直边；5、第二曲边；6、肘板自由边；7、肘板底边；8、过渡圆弧；9、凸形甲板斜边；10、主甲板。
具体实施方式
23.为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
24.应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
25.下面通过具体的实施例并结合附图对本技术做进一步的详细描述。
26.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.本发明给出一种大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构，该肘板趾端结构设置于肘板主体1的趾端处，可有效改善和提高高应力区域典型节点的抗疲劳性能，避免此类结构因高应力而引起的严重结构损坏。
28.本发明的大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构包括依次首尾平滑衔接的第一曲边2、斜边3和第二曲边5，所述第一曲边2的起始端连接在肘板自由边6的末端，斜边3的
两端部分别与第一曲边2和第二曲边5相切且其与肘板底板7之间的夹角为15
°‑
30
°
，第二曲边5的终止端通过垂直边4与肘板底边7相连，所述第一曲边2的弯曲方向与肘板自由边6的弯曲方向相同，第二曲边5的弯曲方向与肘板自由边6的弯曲方向相反。
29.所述第一曲边2的圆弧半径为50mm，第二曲边5的圆弧半径为10mm-15mm。第二曲边5的圆弧半径可优选为10mm。
30.所述垂直边4的长度为20
±
5mm。
31.所述第一曲边2的起始端与肘板底边7之间的垂直距离为100
±
10mm。
32.优选地，所述斜边3与肘板底板7之间的夹角为15
°
。
33.优选地，所述第一曲边2的起始端与肘板自由边6的连接处还设置有一个半径为10mm的过渡圆弧8。
34.本发明的肘板趾端结构适用于凸形甲板斜边的端部连接处、货舱区域内壳折角、货舱区域横舱壁板的直角连接处等典型节点，肘板趾端的垂直边与主甲板焊接。
35.采用本发明的肘板趾端结构，在船体处于波浪运动等交变载荷作用下时，可以给予高应力区域的节点结构一定的抵抗与缓冲能力，从而很大程度地缓解和预防典型节点产生疲劳裂纹，可有效改善和提高高应力区域典型节点的抗疲劳性能，避免此类结构因高应力而引起严重的结构损坏和变形。
36.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

技术特征：

1.一种大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构，设置于肘板主体的趾端处，其特征在于，包括依次首尾平滑衔接的第一曲边、斜边和第二曲边，所述第一曲边的起始端连接在肘板自由边的末端，斜边的两端部分别与第一曲边和第二曲边相切且其与肘板底板之间的夹角为15
°‑
30
°
，第二曲边的终止端通过垂直边与肘板底边相连，所述第一曲边的弯曲方向与肘板自由边的弯曲方向相同，第二曲边的弯曲方向与肘板自由边的弯曲方向相反。2.根据权利要求1所述的大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构，其特征在于，所述第一曲边的圆弧半径为50mm，第二曲边的圆弧半径为10mm-15mm。3.根据权利要求2所述的大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构，其特征在于，所述第二曲边的圆弧半径为10mm。4.根据权利要求1所述的大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构，其特征在于，所述斜边与肘板底板之间的夹角为15
°
。5.根据权利要求1所述的大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构，其特征在于，所述垂直边的长度为20
±
5mm。6.根据权利要求1所述的大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构，其特征在于，所述第一曲边的起始端与肘板底边之间的垂直距离为100
±
10mm。7.根据权利要求1所述的大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构，其特征在于，所述第一曲边的起始端与肘板自由边的连接处还设置有一个半径为10mm的过渡圆弧。8.根据权利要求1所述的大型lng船高应力区域的新型肘板趾端结构，其特征在于，所述高应力区域包括凸形甲板斜边的端部连接处、货舱区域内壳折角、货舱区域横舱壁板的直角连接处。

技术总结

本发明公开了一种大型LNG船高应力区域的新型肘板趾端结构，设置于肘板主体的趾端处，包括依次首尾平滑衔接的第一曲边、斜边和第二曲边，所述第一曲边的起始端连接在肘板自由边的末端，斜边的两端部分别与第一曲边和第二曲边相切，第二曲边的终止端通过垂直边与肘板底边相连，所述第一曲边的弯曲方向与肘板自由边的弯曲方向相同，第二曲边的弯曲方向与肘板自由边的弯曲方向相反。本发明可以给予高应力区域的节点结构一定的抵抗与缓冲能力，从而很大程度地缓解和预防典型节点产生疲劳裂纹，可有效改善和提高高应力区域典型节点的抗疲劳性能，避免此类结构因高应力而引起严重的疲劳破坏。坏。坏。

技术研发人员：

刘阳

受保护的技术使用者：

沪东中华造船（集团）有限公司

技术研发日：

2022.11.23

技术公布日：

2023/3/7