[發明專利]復合材料上層建筑與鋼質主船體的機械連接結構與方法

在審

• 申請號: 201910345118.0
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110329420A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 徐雙喜;佟哲;唐衛國;袁志強;陳曦;禹明臣
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B63B9/00
• 分類號: B63B9/00;B63B9/06;F16B1/02;F16B35/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

本發明提供一種復合材料上層建筑與鋼質主船體的機械連接結構，包括上層建筑下圍壁的復合材料板、下支撐件、上連接件、長桿螺栓和短桿螺栓；復合材料板設有向船體內折的折邊；下支撐件與鋼制主船體固定連接；上連接件設置在折邊上，上連接件上表面、上連接件內側表面、復合材料板內側、及折邊露出部分均糊制有密封復合材料層，使上連接件固定在折邊上；上連接件、折邊和下支撐件上均設有連通的通孔，通孔中填有增強復合材料后，再通過長桿螺栓將上連接件、折邊和下支撐件固定連接；下支撐件的外表面糊制有與復合材料板連接的復合材料擋水板，復合材料擋水板與下支撐件通過短桿螺栓連接。采用本發明能提高連接的可靠性，承受的載荷更大。

技術領域

本發明屬于船舶上層建筑與主船體連接領域，具體涉及一種復合材料上層建筑與鋼質主船體的機械連接結構與方法。

背景技術

復合材料由兩種或兩種以上性質不同的材料組成，主要組分是增強材料和基體材料。相較于傳統鋼質材料，復合材料具有材料與結構同一性、可設計性強和輕質、較好的抗疲勞性能、耐碰性，耐腐蝕性等顯著特點。雖然復合材料性能出眾，但其在船舶領域的應用卻仍處在起步階段，應用范圍遠沒有飛機、火箭等其他軍工行業廣泛。當前游覽船，游艇，乃至艦船的上層建筑期望使用輕質的復合材料，可以降低船舶重心，提高穩性，對于艦船更可提高隱身性。而主船體結構使用鋼材，由于復合材料與鋼材的材料性能差異大，兩者之間的連接較困難。主船體在總縱彎曲作用下，通過連接結構將垂向力和水平剪力傳遞給上層建筑，在船舶不斷經歷中拱和中垂的過程中，連接結構承載較大，且受到循環載荷，對可靠性要求較高，連接形式將直接影響到連接處的強度和安全。

目前，復合材料板與鋼板之間的連接方式主要有兩種：膠連接和機械連接。膠連接的不足是承載力較小，再者鋼易生銹，時間久了兩者黏結不牢固，可靠性差。機械連接主要使用螺栓將平行放置的復合材料板與鋼板連接，依靠螺栓的抗剪力，由于玻璃鋼的強度低，時間久了，易產生擴孔現象，從而導致連接處松動。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種復合材料上層建筑與鋼質主船體的機械連接結構與方法，提高連接的可靠性。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種復合材料上層建筑與鋼質主船體的機械連接結構，其特征在于：它包括上層建筑下圍壁的復合材料板、下支撐件、上連接件、長桿螺栓和短桿螺栓；其中，

所述的復合材料板設有向船體內折的折邊；所述的下支撐件與鋼制主船體固定連接；

所述的上連接件設置在折邊上，上連接件上表面、上連接件內側表面、復合材料板內側、及折邊露出部分均糊制有密封復合材料層，使上連接件固定在折邊上；

上連接件、折邊和下支撐件上均設有連通的通孔，通孔中填有增強復合材料后，再通過長桿螺栓將上連接件、折邊和下支撐件固定連接；

下支撐件的外表面糊制有與復合材料板連接的復合材料擋水板，復合材料擋水板與下支撐件通過短桿螺栓連接。

按上述方案，所述的復合材料擋水板的外表面糊制有表面復合材料層，表面復合材料層與所述的復合材料板平齊。

按上述方案，所述的表面復合材料層外涂有表面漆層。

按上述方案，所述的復合材料板與折邊的角隅處設有便于糊制復合材料擋水板的打磨斜面。

按上述方案，所述的下支撐件為與鋼質主船體固定連接的角鋼。

按上述方案，所述的上連接件為硬木塊。

按上述方案，所述的長桿螺栓和短桿螺栓分別以一定的間距均勻分布。

所述的復合材料上層建筑與鋼質主船體的機械連接結構的連接方法，其特征在于：它包括以下步驟：