【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种极地破冰船护舷缓冲结构，属于舰船设计。
技术介绍
1、极地破冰船根据其设计使命，通常具备开辟航道、应急救援等功能。由于极区环境的特殊性，破冰船可能遭遇冰山碰擦等严峻的船冰碰撞场景，对船体结构的安全性产生一定的威胁。另外，若在恶劣极地环境中开展应急救援、拖带等工作，发生船船碰撞事故的概率亦会高于常规敞水航行环境。合理设置护舷缓冲结构，可以起到缓冲与吸能的作用，降低碰撞对船体结构的损伤，延长船舶的使用寿命；同时可以减轻撞击产生的噪音，改善船上工作环境。另外，相比船体结构，护舷装置成本低，维修方便，在极端情况下，也可先于船体发生损坏。因此，设计选取合理的护舷型式和数量对船舶的安全作业和经济成本具有一定意义。
2、船用护舷材通常较多的应用于工程船舶，如挖泥船、泥驳、打桩船、交通艇等。因为在靠泊、系泊或作业过程中，工程船舷侧结构通常难以避免来自码头或者靠驳船舶的冲击载荷。根据材质不同，护舷可分为木质、钢质、橡胶、复合材料等。木质护舷材在早期的船舶中应用较广，由于环保原因以及许多新型护舷的面世，木质护舷材现已逐渐被淘汰。由热塑性塑料制成的复合材料护舷材表现出良好的吸能性能，但是在大变形情况下的刚度较小，应用尚不广泛。钢制护舷材和橡胶护舷材是目前应用较为广泛的两种形式。大型工程船一般在两舷外侧悬挂橡胶护舷材(如图1所示)，中小型工程船则较多在舷侧焊接钢质护舷材。
3、典型橡护舷材与钢制护舷材横截面如图2a和图2b所示：
4、钢制护舷材强度高，能承受较大的冲击力，且其耐用性强，防腐蚀性能好，
5、橡胶护舷材安装维修相对方便，具有良好的弹性，可以吸收较高的冲击能量，对船舶横摇和纵摇适应性强，用途广泛。但其性能会受到环境因素的影响，若长期暴露在极端气温、阳光直射、酸、碱、油类及有机溶剂等环境下，可能会加速老化或损坏。对于极地船舶而言，现有橡胶护舷产品的耐低温性能难以满足长期低温环境的使用要求。另外，与现有钢制护舷材设计一样，其保护区域与效果亦有限。
6、因此，现有护舷材在结构构型与材料方面，均难以满足极地破冰船的使用需求，存在待改进之处。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种极地破冰船护舷缓冲结构，能适用于极地复杂环境下船冰、船船碰撞场景，能对船体结构提供良好的保护作用；能适用于极地复杂环境下船冰、船船碰撞场景，具备良好的缓冲作用；护舷材保护区域可根据船舶设计需求与功能灵活设置；耐低温性能满足长期低温环境下的使用需求。
2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、本专利技术提供了一种极地破冰船护舷缓冲结构，包括护舷缓冲结构本体，所述护舷缓冲结构本体为双层缓冲吸能结构，包括相互独立设置的外层钢制结构和内层弹性结构，所述外层钢制结构罩设在船体外板上用于应对撞击能量较小、对船舶冲击作用有限的碰撞场景；所述内层弹性结构设置在船体外板上且位于外层钢制结构内，用于辅助应对撞击能量较大、对船舶产生较大冲击的碰撞场景，起到吸能作用。
4、优选的，所述外层钢制结构包括护舷顶板、护舷侧板、护舷前后端围板、端部限位垫块、中部限位垫块及内部限位肘板，所述护舷顶板平行于船体外板设置，所述护舷侧板设置有两个并分设在护舷顶板两侧，所述护舷前后端围板设置有两个并分设在护舷顶板两端，护舷顶板、护舷侧板及护舷前后端围板与船体外板形成封闭结构，每个护舷侧板两端均设有所述端部限位垫块，护舷侧板中部设有至少一个所述中部限位垫块，护舷侧板与船体外板间沿护舷侧板长度方向间隔均匀布设有多个所述内部限位肘板，所述内层弹性结构压设在相对设置的两个端部限位垫块、中部限位垫块及内部限位肘板之间。
5、进一步的，所述护舷侧板与船体外板呈倾斜设置，倾斜角度不大于90°，所述护舷顶板、护舷侧板以及船体外板的连接结构截面呈梯形或矩形。
6、更进一步的，所述护舷侧板与船体外板连接的一侧与船体舷侧纵骨或其他纵向构件对齐设置，护舷侧板与船体外板连接的一侧无法与船体纵向构件对齐时，船体外板内侧对齐护舷侧板设置加强结构，所述加强结构包括但不限于与船体结构同材质的扁钢、球扁钢、角钢或t型材。
7、进一步的，所述护舷前后端围板与船体外板连接的一侧与船体横向强构件或其他横向构件对齐设置；护舷前后端围板与船体外板连接的一侧无法与船体横向构件对齐时，船体外板内侧对齐护舷前后端围板设置加强结构，所述加强结构包括但不限于与船体结构同材质的扁钢、球扁钢、角钢或t型材。
8、进一步的，所述护舷前后端围板与船体外板呈倾斜设置，倾斜角度不大于90°。
9、进一步的，所述护舷顶板与所述内层弹性结构间设置有至少一个横向限位垫块以限制内层弹性结构的横向位移。
10、优选的，所述内层弹性结构截面呈矩形或其他满足性能及安装要求的形状，内层弹性结构包括但不限于复合材料、夹芯结构复合材料或耐低温橡胶结构件。
11、进一步的，所述内层弹性结构端部设置为三角形结构，所述三角形结构向艏艉收缩平滑过渡，端部切角或倒圆，所述端部限位垫块设置在两端的三角形结构之间，且对应端的端部限位垫块与三角形结构侧壁抵接。
12、进一步的，船体外板内侧对应于所述中部限位垫块及所述内部限位肘板均设置有加强结构件。
13、本专利技术提供的一种极地破冰船护舷缓冲结构，存在以下优点：
14、1.本专利技术的极地破冰船护舷缓冲结构，两层缓冲吸能结构，为船体结构提供了双重保护，外层钢制护舷材设计延续了强度高的优点，内层缓冲吸能材料的设置则弥补了钢制护舷材缓冲性能的不足。
15、2.本专利技术的技术方案可在不同场景下，对船舶实现不同的保护策略。两层缓冲结构相对独立，仅在端部限位垫块、中部限位垫块及内部限位肘板处有局部接触。在撞击能量较小、对船舶冲击作用有限的碰撞场景中，可以仅靠外层强度较高的钢制结构发挥作用；在撞击能量较大、对船舶产生较大冲击的碰撞场景中，外层结构发生较大的变形后，内层材料开始发挥其吸能作用，能较好给船体结构提供缓冲与保护。此种双层设计，既兼顾了护舷缓冲结构本身的强度，提高了其耐用性；亦能在较为危险的碰撞场景中，给船体结构提供较好的缓冲与保护。相比于现有护舷材设计，更适配承载场景复杂的极地航行船舶。
16、3.本专利技术技术方案为钢制与复合材料的组合方案，其耐低温性能满足长期低温环境下的使用需求。
17、4.本专利技术通过设置端部及中部限位垫块、内部限位肘板，限制了内层缓冲吸能材料在纵向、垂向以及横向三个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，包括护舷缓冲结构本体(1)，所述护舷缓冲结构本体(1)为双层缓冲吸能结构，包括相互独立设置的外层钢制结构(11)和内层弹性结构(12)，所述外层钢制结构(11)罩设在船体外板(7)上用于应对撞击能量较小、对船舶冲击作用有限的碰撞场景；所述内层弹性结构(12)设置在船体外板(7)上且位于外层钢制结构(11)内，用于辅助应对撞击能量较大、对船舶产生较大冲击的碰撞场景，起到吸能作用。
2.如权利要求1所述的一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，所述外层钢制结构(11)包括护舷顶板(111)、护舷侧板(112)、护舷前后端围板(113)、端部限位垫块(114)、中部限位垫块(115)及内部限位肘板(116)，所述护舷顶板(111)平行于船体外板(7)设置，所述护舷侧板(112)设置有两个并分设在护舷顶板(111)两侧，所述护舷前后端围板(113)设置有两个并分设在护舷顶板(111)两端，护舷顶板(111)、护舷侧板(112)及护舷前后端围板(113)与船体外板(7)形成封闭结构，每个护舷侧板(112)两端均设有所述端部限位垫块(1
3.如权利要求2所述的一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，所述护舷侧板(112)与船体外板(7)呈倾斜设置，倾斜角度不大于90°，所述护舷顶板(111)、护舷侧板(112)以及船体外板(7)的连接结构截面呈梯形或矩形。
4.如权利要求3所述的一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，所述护舷侧板(112)与船体外板(7)连接的一侧与船体舷侧纵骨(3)或其他纵向构件对齐设置，无法对齐时，船体外板(7)内侧对齐护舷侧板(112)设置加强结构，所述加强结构包括但不限于与船体结构同材质的扁钢、球扁钢、角钢或T型材。
5.如权利要求2所述的一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，所述护舷前后端围板(113)与船体外板(7)连接的一侧与船体横向强构件(4)或其他横向构件对齐设置；无法对齐时，船体外板(7)内侧对齐护舷前后端围板(113)设置加强结构，所述加强结构包括但不限于与船体结构同材质的扁钢、球扁钢、角钢或T型材。
6.如权利要求2所述的一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，所述护舷前后端围板(113)与船体外板(7)呈倾斜设置，倾斜角度不大于90°。
7.如权利要求2所述的一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，所述护舷顶板(111)与所述内层弹性结构(12)间设置有至少一个横向限位垫块(5)以限制内层弹性结构(12)的横向位移。
8.如权利要求1所述的一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，所述内层弹性结构(12)截面呈矩形或其他满足性能及安装要求的形状，内层弹性结构(12)包括但不限于复合材料、夹芯结构复合材料或耐低温橡胶结构件。
9.如权利要求8所述的一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，所述内层弹性结构(12)端部设置为三角形结构(121)，所述三角形结构(121)向艏艉收缩平滑过渡，端部切角或倒圆，所述端部限位垫块(114)设置在两端的三角形结构(121)之间，且对应端的端部限位垫块(114)与三角形结构(121)侧壁抵接。
10.如权利要求2所述的一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，船体外板(7)内侧对应于所述中部限位垫块(115)及所述内部限位肘板(116)均设置有加强结构件(6)。
...【技术特征摘要】
1.一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，包括护舷缓冲结构本体(1)，所述护舷缓冲结构本体(1)为双层缓冲吸能结构，包括相互独立设置的外层钢制结构(11)和内层弹性结构(12)，所述外层钢制结构(11)罩设在船体外板(7)上用于应对撞击能量较小、对船舶冲击作用有限的碰撞场景；所述内层弹性结构(12)设置在船体外板(7)上且位于外层钢制结构(11)内，用于辅助应对撞击能量较大、对船舶产生较大冲击的碰撞场景，起到吸能作用。
2.如权利要求1所述的一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，所述外层钢制结构(11)包括护舷顶板(111)、护舷侧板(112)、护舷前后端围板(113)、端部限位垫块(114)、中部限位垫块(115)及内部限位肘板(116)，所述护舷顶板(111)平行于船体外板(7)设置，所述护舷侧板(112)设置有两个并分设在护舷顶板(111)两侧，所述护舷前后端围板(113)设置有两个并分设在护舷顶板(111)两端，护舷顶板(111)、护舷侧板(112)及护舷前后端围板(113)与船体外板(7)形成封闭结构，每个护舷侧板(112)两端均设有所述端部限位垫块(114)，护舷侧板(112)中部设有至少一个所述中部限位垫块(115)，护舷侧板(112)与船体外板(7)间沿护舷侧板(112)长度方向间隔均匀布设有多个所述内部限位肘板(116)，所述内层弹性结构(12)压设在相对设置的两个端部限位垫块(114)、中部限位垫块(115)及内部限位肘板(116)之间。
3.如权利要求2所述的一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，所述护舷侧板(112)与船体外板(7)呈倾斜设置，倾斜角度不大于90°，所述护舷顶板(111)、护舷侧板(112)以及船体外板(7)的连接结构截面呈梯形或矩形。
4.如权利要求3所述的一种极地破冰船护舷缓冲结构，其特征在于，所述护...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾佳，张伟，王燕舞，詹蓉，苏楠，徐义刚，吴刚，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七○八研究所，
类型：发明
国别省市：
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