Корпус судна трехслойной конструкции из полимерных композиционных материалов
Владельцы патента RU 2458814:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) (RU)
Изобретение относится к судостроению и касается корпусов судов из полимерного композиционного материала (ПКМ). Корпус судна из ПКМ включает трехслойную обшивку, имеющую внутренний и наружные слои, заполнитель из пенопласта расположенного между ними среднего слоя с армирующими его трапециевидными ребрами, и балку рамного набора П-образного профиля со стенками и полкой. Армирующие трапециевидные ребра объединены в единый гофрированный элемент, гофры которого выполнены разновысотными. Упомянутую балку рамного набора образует при этом гофр увеличенной высоты и ширины вместе с заполнителем, а внутренний слой трехслойной обшивки огибает упомянутый гофр, утолщая стенки и полку этой балки. Предлагаемый корпус судна трехслойной конструкции из ПКМ обеспечивает прочное и надежное соединение трехслойной обшивки корпуса с балкой рамного набора, позволяет выполнить непрерывным внутренний слой обшивки. 1 ил.
Изобретение относится к судостроению и касается корпусов судов из полимерных композиционных материалов (ПКМ).
Известны корпуса судов из ПКМ, включающие трехслойную обшивку с заполнителем и соединенные с ней балки рамного набора (Lloyds Register of Shipping. Detail Design Improvement for Composite Conctruction, 2009 г., Figure 21). Однако при больших нагрузках возможны отслоения приформовки набора от трехслойной обшивки и даже отслоения внутреннего слоя обшивки под набором.
Известен также корпуса судна из ПКМ, включающий трехслойную обшивку, имеющую внутренний и наружный слои, заполнитель из пенопласта, армирующие его трапециевидные ребра и балку рамного набора П-образного профиля, стенки которой соединены с наружным и внутренним слоями трехслойной обшивки (А.М.Ваганов, А.П.Калмычков, М.А.Фрид «Проектирование корпусных конструкций из стеклопластика». Судостроение, Л-д, 1972 г., рис.31, стр.88) - прототип. Такая конструкция существенно увеличивает жесткость обшивки. Однако она не обеспечивает непрерывности внутреннего слоя трехслойной обшивки, что может привести к отслоению его от балки и выключению из работы обшивки.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности и надежности соединения балок рамного набора с трехслойной обшивкой корпуса.
Указанный технический результат достигается тем, что у корпуса судна из ПКМ, включающего трехслойную обшивку, имеющую внутренний и наружные слои, заполнитель из пенопласта расположенного между ними среднего слоя с армирующими его трапециевидными ребрами, и балку рамного набора П-образного профиля со стенками и полкой, по изобретению армирующие трапециевидные ребра объединены в единый гофрированный элемент, гофры которого выполнены разновысотными, причем упомянутую балку рамного набора образует при этом гофр увеличенной высоты и ширины вместе с заполнителем, представляющую собой в результате встроенную в трехслойную обшивку балку, а внутренний слой трехслойной обшивки огибает упомянутый гофр, утолщая стенки и полку балки рамного набора.
Выполнение армирующих гофр разновысотными и внутреннего слоя обшивки переходящим на стенки и полку балки обеспечивает непрерывность внутреннего слоя трехслойной обшивки и повышение прочности и надежности ее соединения с балками рамного набора.
Сущность изобретения поясняется рисунком, на котором представлен фрагмент поперечного сечения корпуса судна из ПКМ с трехслойной обшивкой.
Корпус судна включает трехслойную обшивку 1, содержащую внутренний 2 и наружный 3 слои, заполнитель 4 среднего слоя из пенопласта и гофрированный элемент 5, армирующий заполнитель среднего слоя 4. Гофр увеличенной высоты и ширины 6 является неразрывной частью гофрированного элемента 5, имеет стенки 7, полку 8 и заполнитель 9, выступающие за пределы внутреннего слоя 2 и образующие балку рамного набора П-образного профиля. Причем балка рамного набора может иметь свой заполнитель 9 или же заполнитель 4. Внутренний слой 2 огибает стенки 7 и полку 8 увеличенного гофра 6 по периметру его профиля, утолщая их до требуемых размеров, в результате чего образуется балка рамного набора и обеспечивается непрерывность этого слоя.
Изготовление предлагаемой конструкции корпуса судна из полимерных композиционных материалов осуществляется следующим образом.
В процессе изготовления к наружному слою 3 трехслойной обшивки 1 клеятся заполнитель 4 в виде нижнего ряда брусков и заполнитель 9, также в виде бруска, с заданными формами поперечного сечения. На этих брусках выполняется формирование гофрированного элемента 5 с входящим в его состав гофром увеличенных размеров 6. Затем вклеивается заполнитель 4 в виде верхнего ряда брусков. В последнюю очередь формируется непрерывный внутренний слой 2, огибающий по периметру гофр 6 увеличенных размеров.
В результате внутренний слой обшивки выполняется непрерывным, соединенным со стенками и полкой гофра увеличенных размеров, тем самым обеспечивается прочное и надежное соединение трехслойной обшивки с балкой рамного набора, что выгодно отличает предлагаемый корпус судна от прототипа.
Корпус судна трехслойной конструкции из полимерных композиционных материалов, включающий трехслойную обшивку, имеющую внутренний и наружные слои, заполнитель среднего слоя из пенопласта с армирующими его трапециевидными ребрами, и балку рамного набора П-образной формы, отличающийся тем, что армирующие трапециевидные ребра объединены в единый гофрированный элемент, гофры которого выполнены разновысотными, причем упомянутую балку рамного набора образует при этом гофр увеличенной высоты и ширины с заполнителем, представляющую собой в результате встроенную в трехслойную обшивку балку, а внутренний слой трехслойной обшивки огибает указанный гофр, утолщая стенки и полку названной балки.
