[發明專利]一種與碳纖維艇體一體成型的武器基座結構及其設計方法

在審

• 申請號: 202211280631.4
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115535199A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 張倩璇;周維星;陳三桂;張艷;李德智
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: B63G1/00
• 分類號: B63G1/00;F41A23/52;B63B71/10;G06F30/23;G06F30/15
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

1.一種與碳纖維艇體一體成型的武器基座結構，其特征在于：包括預埋在碳纖維艇體甲板上的武器基座，且所述武器基座置于碳纖維艇體甲板的凹槽處；所述武器基座上設有螺栓孔；

在武器基座與碳纖維艇體甲板之間設有PVC夾芯層，且PVC夾芯層和武器基座的上下表面采用碳纖維蒙皮封裝。

2.根據權利要求1所述的碳纖維艇體一體成型的武器基座結構，其特征在于：凹槽的立壁，及立壁兩端的環形甲板為增厚甲板。

3.根據權利要求2所述的碳纖維艇體一體成型的武器基座結構，其特征在于：增厚甲板的厚度為碳纖維艇體甲板厚度的1.4～1.8倍。

4.根據權利要求2所述的碳纖維艇體一體成型的武器基座結構，其特征在于：立壁與環形甲板的連接處圓形倒角。

5.根據權利要求4所述的碳纖維艇體一體成型的武器基座結構，其特征在于：所述圓形倒角的半徑為40-60mm。

6.根據權利要求1所述的碳纖維艇體一體成型的武器基座結構，其特征在于：武器基座下設有橫艙壁，該橫艙壁的下端與龍骨連接。

7.根據權利要求6所述的碳纖維艇體一體成型的武器基座結構，其特征在于：在橫艙壁旁設置有橫艙壁垂向加強筋，橫艙壁垂向加強筋的上端與甲板縱桁連接，橫艙壁垂向加強筋的下端與龍骨連接。

8.根據權利要求7所述的碳纖維艇體一體成型的武器基座結構，其特征在于：第一肘板呈三角形，其一邊與橫艙壁垂向加強筋連接，另一邊與甲板縱桁連接；

第二肘板呈三角形，其一邊與橫艙壁垂向加強筋連接，另一邊與龍骨連接。

9.一種權利要求1-8中任一所述的與碳纖維艇體一體成型的武器基座結構的設計方法，其特征在于，采用如下步驟：

(1)碳纖維艇體甲板上的武器基座材料選型

根據無人艇典型武器安裝對強度、剛度、沖擊/溫度以及應力釋放的性能參數需求，以及碳纖維艇體結構特點，選擇T700碳纖維增強PMI樹脂復合材料板或高強度鋁合金板作為碳纖維艇體甲板上的武器基座材料；通過力學分析對碳纖維艇體甲板上的武器基座的鋪層方式或高強度鋁合金板厚度，以及基座艇體船體結構形式進行針對性優化設計，以滿足武器發射對基座及艇體的強度、剛度、成本、溫度參數綜合需求；

(2)一體化基座結構強度、剛度分析

1)有限元建模

針對碳纖維艇體甲板上的武器基座的結構，按照基座實際尺寸進行有限元建模分析，節點總數不低于46000個；

2)施加基座載荷及邊界條件

基座有限元模型建立后，施加基座載荷，設置相應位移邊界條件，為有限元計算打下基礎；

3)計算求解

根據有限元模型，以及設置的邊界條件，開展基座結構動力學分析；

4)一體化基座結構強度、剛度評估

分析有限元計算結果，對一體化基座結構剛度、強度進行評估，若評估結果表明基座及其預埋件滿足設計要求，則完成該部分的有限元分析計算，否則重新迭代模型參數，修改設計方案；

(3)基座預埋件一體化成型工藝設計

根據結構設計方案，設計基座預埋件一體化成型工藝，綜合考慮材料受溫度、濕度、氣壓以及結構應力釋放等因素影響。

10.根據權利要求9所述的與碳纖維艇體一體成型的武器基座結構的設計方法，其特征在于：所述基座載荷為波浪載荷、搖擺慣性力、飛濺水壓力、武器發射沖擊。