[发明专利]一种分段式钢质框架船体模型及加工方法

说明书

本发明涉及一种分段式钢质框架船体模型及加工方法，包括由玻璃纤维制成的分段式船壳，钢制舷侧纵梁同时与钢质的主肋骨和次肋骨上端焊接；支撑横梁的两端分别与主肋骨焊接，支撑横梁的下部通过支撑柱与主肋骨焊接；支撑横梁上表面焊接基座，多个基座同时与沿分段式船体长度方向放置的测量梁焊接；主肋骨、次肋骨与分段式船壳之间用原子灰、玻璃纤维、不饱和树脂进行连接固定；舷侧纵梁与分段式船壳之间用原子灰、玻璃纤维、不饱和树脂进行连接固定。从而使模型具有刚度足够大的肋骨框架、各构件连接稳固可靠，使得船模发生高频振动时配重惯性载荷与船模湿表面压力有效传递至测量梁上，保证了大尺度船模波浪载荷试验的测量精度。

技术领域

本发明涉及分段式船模波浪载荷试验与测试技术领域，尤其是一种分段式钢质框架船体模型及加工方法。

背景技术

随着社会的发展及航运的需要，船舶逐渐趋于大型化，船体刚度降低，柔性增大，湿模态固有频率随之降低，船体发生线性波激振动的概率增大，对船体的疲劳寿命会构成极大的威胁。为了对船体线性波激振动现象开展试验研究，需要设计并加工大尺度分段式船体模型。

传统的分段式船体模型内部支撑框架为木质，设计方案和加工工艺适用于主尺度小于5m～6m的船模，当需要设计并加工长达8m甚至更大的大尺度分段式船体模型时，由于木质肋骨框架刚度较弱，波浪载荷难以有效传递至钢质测量梁，且木质肋骨框架会对船模的各项参数带来很大的不确定性，传统的设计方案与加工方法已不再适用，需要开发新型的分段式船体模型，以便对船舶线性波激振动现象开展精确的试验研究。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种分段式钢质框架船体模型及加工方法，从而使模型具有刚度足够大的肋骨框架、各构件连接稳固可靠，使得船模发生高频振动时配重惯性载荷与船模湿表面压力有效传递至测量梁上，保证了大尺度船模波浪载荷试验的测量精度。

本发明所采用的技术方案如下：

一种分段式钢质框架船体模型，包括由多个分段式船壳组成的分段式船体，分段式船壳由玻璃纤维制成，还包括材质均为钢质的主肋骨、次肋骨、舷侧纵梁、支撑横梁、支撑柱、测量梁和基座；

每个分段式船壳中部内表面设置主肋骨，每个分段式船壳前后端内表面设置次肋骨，每个分段式船壳左右舷内侧沿船体长度方向设置舷侧纵梁，舷侧纵梁同时与主肋骨和次肋骨上端焊接；

每个分段式船壳中部设置支撑横梁，支撑横梁的轴线方向与分段式船体长度方向垂直，支撑横梁的两端分别与主肋骨焊接，支撑横梁的下部通过支撑柱与主肋骨焊接；

支撑横梁上表面焊接基座，多个基座同时与沿分段式船体长度方向放置的测量梁焊接；

主肋骨、次肋骨与分段式船壳之间用原子灰、玻璃纤维、不饱和树脂进行连接固定；

舷侧纵梁与分段式船壳之间用原子灰、玻璃纤维、不饱和树脂进行连接固定。

其进一步技术方案在于：

分段式船壳的数量大于等于10。

支撑横梁刚度与测量梁刚度比值大于0.15。

相邻的分段式船壳之间采用胶皮连接。

主肋骨和次肋骨的截面为工字型，主肋骨、次肋骨与分段式船壳之间接触部位缝隙中填充原子灰，主肋骨和次肋骨下部的腹板、面板与两侧的分段式船壳表面同时覆盖玻璃纤维，通过在玻璃纤维的贴合面涂抹不饱和树脂以及层叠的玻璃纤维之间涂抹不饱和树脂，将主肋骨和次肋骨与分段式船壳连接固定。

舷侧纵梁为方钢，舷侧纵梁与分段式船壳之间接触部位缝隙中填充原子灰，舷侧纵梁的外部与两侧的分段式船壳表面同时覆盖玻璃纤维，通过在玻璃纤维的贴合面涂抹不饱和树脂以及层叠玻璃的纤维之间涂抹不饱和树脂，将舷侧纵梁与分段式船壳连接固定。