一种减重孔结构及其船舶的制作方法

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1.本发明涉及减重设计领域，尤其是指一种减重孔结构及其船舶。


背景技术：

2.目前，在船舶领域中，重量重心控制是一些船型(比如，客滚船)的一大设计难题。位于客滚船重心以上的上建纵、横梁(下称t梁)的重量对全船重心有较大的影响。
3.减重孔是船舶结构件上的常规设计，其目的在于为减轻重量，比如t梁的重量，在t梁腹板的合适位置布置有一定数量、大小、形状合适的减轻孔，其形状一般为圆孔、长圆孔等，这些减重孔的外形一般是规则图形，设置时也采用对称设计，所以对船体的重心不会产生影响。
4.所以发明人希望可以设计一种减重孔结构，一定程度上，在具有减重基本功能的条件下，能够调节船体的重心，有助于解决现有技术中尚未存在通过减重孔结构，可以调整设备重心的技术问题。


技术实现要素：

5.在一实施例中，本发明提供了一种减重孔结构，通过减重孔的凸起调整开孔主体的重心高度，进而有助于解决现有技术中尚未存在通过减重孔结构，可以调整设备重心的技术问题。
6.所述减重孔结构包括开孔主体；
7.所述开孔主体上设置有至少一个减重孔，所述减重孔具有沿预定第一方向上的长孔和沿预定第二方向长孔上的凸起。
8.在一实施例中，所述长孔和所述凸起的边缘采用圆弧平滑过渡。
9.在一实施例中，所述开孔主体为t型型材，所述减重孔设置在所述腹板上，所述预定第一方向为所述开孔主体的长度方向设置，所述预定第一方向和所述预定第二方向具有夹角。
10.在一实施例中，所述腹板一侧的第一边缘连接有t型型材的翼板，所述腹板另一侧的第二边缘上沿所述腹板的长度方向设置有至少两个具有预定间隔距离的贯穿孔，所述减重孔设置在相邻的所述贯穿孔之间。
11.在一实施例中，所述贯穿孔为开放式长孔，所述贯穿孔的一端为半圆弧形，所述贯穿孔的另一端延伸至所述第一边缘。
12.在一实施例中，所述减重孔的边缘与所述贯穿孔边缘的最近距离大于7.5毫米，所述减重孔的边缘与所述腹板一侧的第一边缘最近距离大于100毫米，所述腹板的宽度为x毫米。
13.在一实施例中，所述长孔为沿所述预定第一方向设置且两端为半圆形的通孔，所述长孔的长度等于所述腹板的宽度，所述长孔宽度小于0.6倍的所述腹板宽度，所述长孔两端的半圆形通孔半径小于0.25倍的所述腹板宽度。
14.在一实施例中，所述凸起位于所述长孔一侧的边缘上，所述凸起的边缘中部为具有半径等于所述通孔半径的弧线段，所述凸起的边缘两端与所述长孔的边缘拟合平滑过渡。
15.在一实施例中，本发明还提供了一种具有减重孔结构的船舶，所述船舶包括所述的减重孔结构；
16.所述凸起的突出方向朝向上方。
17.在一实施例中，所述开孔主体为t型型材，所述腹板一侧的第一边缘连接有t型型材的翼板，所述腹板另一侧的第二边缘上沿所述腹板的长度方向设置有至少两个具有预定间隔距离的贯穿孔，所述减重孔设置在相邻的所述贯穿孔之间；
18.所述船舶包括多根具有减重孔的t型型材；
19.多根所述t型型材并排设置，且在并排所述t型型材上的对应贯穿孔上穿接有甲板纵骨。
附图说明：
20.图1为本发明一实施例中减重孔结构的示意图；
21.图2为本发明另一实施例中减重孔和现有技术中第一长孔的对比示意图；
22.图3为本发明另一实施例中减重孔和现有技术中圆孔的对比示意图；
23.图4为本发明另一实施例中减重孔和现有技术中第二长孔的对比示意图；
24.图5为本发明另一实施例中减重孔在t型型材上尺寸数量关系示意图。
25.附图标记：
26.开孔主体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ127.腹板
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11
28.第一边缘
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111
29.第二边缘
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112
30.翼板
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12
31.贯穿孔
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13
32.减重孔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ233.长孔
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21
34.凸起
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22
35.甲板纵骨
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3具体实施例：
36.现有技术中的减重孔大部分采用圆孔或者长孔两种形状，为了确保重量和强度上的优化设计，一般来说会通过对称规则图形孔，在布局上也会采用对称方式，但是现有技术中的减重孔只有减重的作用。
37.发明人在对船体等结构设计时，还要考虑到重心问题，需要对重心进行调整，所以发明人认为可以将重心调整和减重合并为一种结构，在满足减重的设计要求下，可以实现对结构重心进行调整的目的。
38.图1为本发明一实施例中减重孔结构的示意图；图2为本发明另一实施例中减重孔
和现有技术中第一长孔的对比示意图；图3为本发明另一实施例中减重孔和现有技术中圆孔的对比示意图；图4为本发明另一实施例中减重孔和现有技术中第二长孔的对比示意图；图5为本发明另一实施例中减重孔在t型型材上尺寸数量关系示意图。
39.如图1所示，在一实施例中，本发明提供了一种减重孔结构，所述减重孔结构包括开孔主体1；
40.开孔主体1上设置有至少一个减重孔2，减重孔2具有沿预定第一方向上的长孔21和沿预定第二方向长孔上的凸起22。
41.在本实施例中提供了一种减重孔结构的实施方式，开孔主体1为减重孔2的载体，开孔主体1用于作为结构部件，其上设置有减重孔2，长孔21和凸起22是一个一体的孔，其外形并不规则，长孔21的长度方向为所述预定第一方向，即图1中的横向，而凸起22则为所述预定第二方向，即图1中的纵向，二者之间均在夹角，优选地，二者之间的夹角为垂直90度，这里所述的凸起22也是减重孔2整体的一部分，只是向不同的方向具有一定位移和延伸，长孔21由于本身也属于规则图形，所以也可以采用对称布局设置在开孔主体1上，如图1所示的中心线(即图中虚线)，当不考虑凸起22时，长孔21就沿所述中心线上下对称设置，除此之外，还可以通过沿预定第二方向去改变开孔主体1的中心，比如如图1所示，那么重心则会比只有长孔21时的情况更加向下，需要指出的是，因为首先满足减重的目的，所以减重孔2的整体面积应当大于减重所需规则孔的面积。综上所述，基于本实施例中的减重孔结构，有助于解决现有技术中尚未存在通过减重孔结构，可以调整设备重心的技术问题。
42.另外，图2中和图3中，以及图4中展示了现有技术和本发明结构的对比情况，图2中的所述第一长孔，其宽度和长孔21的宽度一致，采用图2中的代替设计方案，如果现有技术中为圆形减重孔，则采用图3中的设计方案，如果如所述第二长孔所示的结构，其宽度大于了长孔21的宽度，则可以采用图4的设计。
43.在一实施例中，长孔21和凸起22的边缘采用圆弧平滑过渡。
44.在本实施例中提供了一种长孔21和凸起22的边缘过渡结构。采用圆弧平滑过渡一方面可以减小应力，确保开孔主体1的原始强度，另一方面也便于加工，比如采用线切割或者激光切割等方法。
45.在一实施例中，开孔主体1为t型型材，减重孔2设置在腹板11上，预定第一方向为开孔主体1的长度方向设置，所述预定第一方向和所述预定第二方向具有夹角。
46.在本实施例中提供了一种开孔主体1的具体实施方式，在本实施例中开孔主体1采用了t型型材，所述t型型材的截面为t字型，纵向的板材结构称之为为腹板，顶部横向的板材结构称之为翼板，所述t型型材广泛应用于结构件的设计之中，本实施例中的减重孔2则为设置在所述腹板上的通孔。
47.如图5所示，在一实施例中，腹板11一侧的第一边缘111连接有t型型材的翼板12，腹板11另一侧的第二边缘112上沿腹板11的长度方向设置有至少两个具有预定间隔距离的贯穿孔13，减重孔2设置在相邻的贯穿孔13之间。
48.在本实施例中提供了一种在腹板11上设置有贯穿孔13的具体实施方式，所述t型型材除了单独作为结构件的一部分外，也有可能多根一起使用，贯穿孔13就是为了连接多根所述t型型材而设计的孔。
49.在一实施例中，贯穿孔13为开放式长孔，贯穿孔13的一端为半圆弧形，贯穿孔13的
另一端延伸至第一边缘111。
50.在本实施例中提供了一种惯性孔13的具体结构，一端为半圆弧形，另一端延伸至第一边缘111形成开放的开口，以便后续的连接结构件固定连接。
51.在一实施例中，减重孔2的边缘与贯穿孔13边缘的最近距离大于7.5毫米，减重孔2的边缘与腹板11一侧的第一边缘111最近距离大于100毫米，腹板11的宽度为x毫米。
52.在本实施例中提供了一种减重孔2的具体布局方式，这些尺寸是在所述t型型材已经定型后尺度上后的一个比较优选的尺寸关系数值，需要确保减重孔2和贯穿孔13的功能，以及合理和排布，并且确保不能大幅丢失所述t型型材的强度。如图5所示，长孔21的中线分别与左右贯穿孔13沿所述第一方向的距离相等，相邻贯穿孔13之间的距离为b，腹板11的宽度为h，减重孔2的边缘与贯穿孔13边缘的最近距离为s。
53.在一实施例中，长孔21为沿所述预定第一方向设置且两端为半圆形的通孔，长孔21的长度等于腹板11的宽度，长孔21宽度小于0.6倍的腹板11宽度，长孔21两端的半圆形通孔半径小于0.25倍的腹板11宽度。
54.在本实施例中提供了长孔21的具体结构，本实施例中的结构关系可以确保强度，并防止应力的集中，并且采用不对称的方式调整所述t型型材上的重量分布，进而改变重心的位置。
55.在一实施例中，凸起22位于长孔21一侧的边缘上，凸起22的边缘中部为具有半径等于所述通孔半径的弧线段，凸起22的边缘两端与长孔21的边缘拟合平滑过渡。
56.在本实施例中提供了一种凸起22和长孔21衔接具体的实施方式。
57.在一实施例中，本发明还提供了一种具有减重孔结构的船舶，所述船舶包括所述的减重孔结构；
58.凸起22的突出方向朝向上方。
59.在本实施例中提供了一种具有减重孔结构的船舶的具体实施方式。为了使重心下沉，所以将凸起22的方向朝上，这样所述t型型材的重心则会向下。
60.在一实施例中，开孔主体1为t型型材，腹板11一侧的第一边缘111连接有t型型材的翼板12，腹板11另一侧的第二边缘112上沿腹板11的长度方向设置有至少两个具有预定间隔距离的贯穿孔13，减重孔2设置在相邻的贯穿孔13之间；
61.所述船舶包括多根具有减重孔的t型型材；
62.多根所述t型型材并排设置，且在并排所述t型型材上的对应贯穿孔13上穿接有甲板纵骨3。
63.在本实施例中提供了一种开孔主体1为所述t型型材时，如何将纵向通过甲板纵骨3将并排的多根所述t型型材实现连接形成整体结构件。

技术特征：
1.一种减重孔结构，其特征在于，所述减重孔结构包括：一开孔主体(1)，其上设置有至少一个减重孔(2)，所述减重孔(2)具有沿预定第一方向上的长孔(21)和沿预定第二方向长孔上的凸起(22)。2.根据权利要求1所述的减重孔结构，其特征在于，所述长孔(21)和所述凸起(22)的边缘采用圆弧平滑过渡。3.根据权利要求1或2所述的减重孔结构，其特征在于，所述开孔主体(1)为t型型材，所述减重孔(2)设置在所述腹板(11)上，所述预定第一方向为所述开孔主体(1)的长度方向设置，所述预定第一方向和所述预定第二方向具有夹角。4.根据权利要求3所述的减重孔结构，其特征在于，所述腹板(11)一侧的第一边缘(111)连接有t型型材的翼板(12)，所述腹板(11)另一侧的第二边缘(112)上沿所述腹板(11)的长度方向设置有至少两个具有预定间隔距离的贯穿孔(13)，所述减重孔(2)设置在相邻的所述贯穿孔(13)之间。5.根据权利要求4所述的减重孔结构，其特征在于，所述贯穿孔(13)为开放式长孔，所述贯穿孔(13)的一端为半圆弧形，所述贯穿孔(13)的另一端延伸至所述第一边缘(111)。6.根据权利要求5所述的减重孔结构，其特征在于，所述减重孔(2)的边缘与所述贯穿孔(13)边缘的最近距离大于7.5毫米，所述减重孔(2)的边缘与所述腹板(11)一侧的第一边缘(111)最近距离大于100毫米，所述腹板(11)的宽度为x毫米。7.根据权利要求6所述的减重孔结构，其特征在于，所述长孔(21)为沿所述预定第一方向设置且两端为半圆形的通孔，所述长孔(21)的长度等于所述腹板(11)的宽度，所述长孔(21)宽度小于0.6倍的所述腹板(11)宽度，所述长孔(21)两端的半圆形通孔半径小于0.25倍的所述腹板(11)宽度。8.根据权利要求7所述的减重孔结构，其特征在于，所述凸起(22)位于所述长孔(21)一侧的边缘上，所述凸起(22)的边缘中部为具有半径等于所述通孔半径的弧线段，所述凸起(22)的边缘两端与所述长孔(21)的边缘拟合平滑过渡。9.一种具有减重孔结构的船舶，其特征在于，所述船舶包括如权利要求1至8任一项所述的减重孔结构；所述凸起(22)的突出方向朝向上方。10.根据权利要求1所述的具有减重孔结构的船舶，其特征在于，所述开孔主体(1)为t型型材，所述腹板(11)一侧的第一边缘(111)连接有t型型材的翼板(12)，所述腹板(11)另一侧的第二边缘(112)上沿所述腹板(11)的长度方向设置有至少两个具有预定间隔距离的贯穿孔(13)，所述减重孔(2)设置在相邻的所述贯穿孔(13)之间；所述船舶包括多根具有减重孔的t型型材；多根所述t型型材并排设置，且在并排所述t型型材上的对应贯穿孔(13)上穿接有甲板纵骨(3)。

技术总结
本发明提供了一种减重孔结构及其船舶，所述减重孔结构包括开孔主体；开孔主体上设置有至少一个减重孔，减重孔具有沿预定第一方向上的长孔和沿预定第二方向长孔上的凸起。通过减重孔的凸起调整开孔主体的重心高度，进而有助于解决现有技术中尚未存在通过减重孔结构，可以调整设备重心的技术问题。以调整设备重心的技术问题。以调整设备重心的技术问题。


技术研发人员：张翔 向国进 沈艺伟 黄国标 刘郑培 彭善胤
受保护的技术使用者：广船国际有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/5/31