[发明专利]一种具有分布式刚度的圆环形面板肋骨结构

说明书

本发明公开了一种具有分布式刚度的圆环形面板肋骨结构，涉及深海运载平台结构设计领域，包括：固定连接的第一肋骨腹板和圆环形肋骨面板；所述圆环形肋骨面板的截面为圆环形，所述圆环形肋骨面板上开设有流水孔；所述圆环形肋骨面板沿耐压壳体周向划分为预定数量的分段，各分段圆环采用相同的外径，通过首尾依次对接并与所述第一肋骨腹板组立、焊接形成完整的肋骨圈。通过圆环形面板肋骨结构将各主体结构之间的连接由刚性转换为弹性，具有较强的位移补偿能力，可以有效地解决深海多体结构的变形协调问题。

技术领域

本发明涉及深海运载平台结构设计领域，尤其是一种具有分布式刚度的圆环形面板肋骨结构。

背景技术

为了克服深海巨大的海水压力，大型深海运载平台多采用圆柱壳作为其主体耐压结构，为提高耐压壳板的稳定性，通常采用由腹板和面板组成的T型肋骨进行加强。针对不同的作业深度和运载能力需求，可采用单耐压体或多耐压体组合结构形式，为了形成良好的水动力外形，还需在耐压壳体外部包覆一层非耐压壳体。多耐压壳体之间以及内部耐压壳体与外部非耐压壳体之间一般通过在肋骨平面内设置固连结构来联系起来，常用的固连结构包括肋板、托板、支柱等，固连结构的两端分别焊接在两侧主体结构的肋骨面板上，从而将各部分主体结构连接成一个刚性整体。

在深海环境下，耐压结构的纵向和横向都会产生很大的压缩变形，由于各部分主体结构之间均采用刚性连接形式，每个耐压壳体的变形会受到其他耐压壳体结构的较大影响，而这些结构对耐压壳体周向各方位的支撑作用强弱不一，会使得该耐压壳体沿周向产生不均匀的径向变形，支撑刚度大的位置，径向变形较小，支撑刚度小的位置，径向变形较大，从而形成多耐压体组合结构的变形协调问题。壳体间的变形协调问题会造成结构应力分布的不均匀，容易引起局部应力集中，从而削减耐压壳体的极限承载能力，影响平台结构的安全性，同时，变形协调问题带来的结构变形不均匀分布也会对平台系统设备的安装与运行造成影响，降低平台的工作性能。

发明内容

本发明针对上述问题及技术需求，提出了一种具有分布式刚度的圆环形面板肋骨结构。

本发明的技术方案如下：

一种具有分布式刚度的圆环形面板肋骨结构，包括：固定连接的第一肋骨腹板和圆环形肋骨面板；所述圆环形肋骨面板的截面为圆环形，所述圆环形肋骨面板上开设有流水孔；

所述圆环形肋骨面板沿耐压壳体周向划分为预定数量的分段，各分段圆环采用相同的外径，通过首尾依次对接并与所述第一肋骨腹板组立、焊接形成完整的肋骨圈。

其进一步的技术方案为：应用于包括两个并列的耐压壳体的多耐压体结构中，两个所述耐压壳体的外部包覆一层非耐压壳体，所述耐压壳体均采用肋骨结构进行加强，所述肋骨结构包括所述圆环形面板肋骨结构和矩形面板肋骨结构；所述矩形面板肋骨结构包括固定连接的第二肋骨腹板和矩形肋骨面板；

每隔预定档数的肋位设置固连框架，所述固连框架用于将两个所述耐压壳体、所述耐压壳体与所述非耐压壳体连接成一体；

所述固连框架所在肋位的肋骨结构采用所述圆环形面板肋骨结构，其余肋位的肋骨结构采用所述矩形面板肋骨结构。

其进一步的技术方案为：所述固连框架所在肋位将所述圆环形肋骨面板沿所述耐压壳体周向划分为预定数量的分段，各个分段的壁厚根据结构强度和变形计算的结果确定，以使得所述耐压壳体沿周向产生均匀的径向变形。

其进一步的技术方案为：对于任意相邻两个分段，壁厚较大的分段内表面进行削斜处理，使得壁厚较大的分段的端部减薄至与壁厚较小的分段相同的厚度，削斜处理后的分段与壁厚较小的分段焊接在一起。

其进一步的技术方案为：应用于包括一个耐压壳体的单耐压体结构中，所述耐压壳体的外部包覆一层非耐压壳体，所述耐压壳体采用所述圆环形面板肋骨结构进行加强，所述圆环形肋骨面板的内部填充阻尼材料；