[发明专利]基于异形加强结构的分段滑道连接桅杆

说明书

本发明公开了一种基于异形加强结构的分段滑道连接桅杆，包括位于上部的第一桅杆杆件、通过第一滑道套接于第一桅杆杆件下部外围的第二桅杆杆件，以及通过第二滑道套接于第二桅杆杆件下部外围的第三桅杆杆件，第一桅杆杆件、第二桅杆杆件和第三桅杆杆件均为矩形中空杆；第三桅杆杆件的顶端的两个顶角处均背离第三桅杆杆件的轴向朝外水平连接有水平盖板，两个顶角为临近风帆的内曲面的两个顶角；水平盖板的外边缘倾斜向下连接有倾斜外板；水平盖板和倾斜外板的两侧分别通过一块过渡板连接；该发明在保证控制桅杆重量增加最少且满足三段桅杆杆体连接无障碍的前提下，增大了桅杆高应力区的结构强度。

技术领域

本发明涉及风帆船舶建造技术领域，更具体地说，涉及一种基于异形加强结构的分段滑道连接桅杆。

背景技术

风帆船舶应用钢质翼面帆是创新项目，钢质翼面帆的风帆桅杆采用类似于起重机的伸缩式悬臂结构。如图1所示，现有技术中的桅杆从上至下分为三部分，分别为位于上部的第一桅杆杆件1、通过第一滑道套4接于第一桅杆杆件1下部外围的第二桅杆杆件2，以及通过第二滑道5套接于第二桅杆杆件1下部外围的第三桅杆杆件3；

在桅杆升起状态下，三段桅杆杆件之间的连接点处在横向风载或惯性力作用下会产生相互挤压，三段桅杆杆件之间的滑道搭接位置的顶端部承受较大的力的作用，桅杆拐角处端部盖板所受挤压最为严重，强度极易不满足规范要求。扩大桅杆截面尺寸、单纯增加板厚或改用其他高强度材料等方式，不能满足设计、重量、焊接工艺等要求。经实验得出单纯增加板厚对高应力区几乎没有效果。因此，如何对风帆桅杆端部的结构形式进行设计，实现桅杆之间高应力部位结构强度成为重中之重。

发明内容

本发明的目的是解决风帆桅杆端部连接处高应力集中的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于异形加强结构的分段滑道连接桅杆，包括用于支撑由内曲面(亦或说月牙的内侧曲面，显然，内曲面指的是曲率较小的那个曲面)和外曲面构成且呈现月牙状的风帆的桅杆，桅杆从上至下分为三部分，分别为位于上部的第一桅杆杆件、通过第一滑道套接于第一桅杆杆件下部外围(外围意味着第一桅杆杆件套设于第二桅杆杆件的内部)的第二桅杆杆件，以及通过第二滑道套接于第二桅杆杆件下部外围的第三桅杆杆件，第一桅杆杆件、第二桅杆杆件和第三桅杆杆件均为矩形中空杆，其特征在于：

第三桅杆杆件的顶端的两个顶角(这里的顶角对应于上面说到的矩形中空杆的矩形的顶点)处均背离第三桅杆杆件的轴向朝外水平连接有水平盖板，两个顶角为临近风帆的内曲面的两个顶角(之所以选这两个顶角，是因为内曲面与桅杆的交接处留有足够的空间，而外曲面和桅杆的交接处留出的空间则比较小)；

水平盖板的外边缘倾斜向下连接有倾斜外板，倾斜外板与第三桅杆杆件的外壁相接形成交接线，交接线与水平盖板的竖直距离为0.3～0.5m；

倾斜外板与第三桅杆杆件的外壁在交接线形成的夹角α在以下范围：6°≤α≤9°；

水平盖板和倾斜外板的两侧分别通过一块过渡板连接(一侧一块过渡板)，过渡板还与第三桅杆杆件的外壁相接；

第三桅杆杆件的外壁、水平盖板、倾斜外板以及过渡板围成一个中空区域，在中空区域内还设置有多块与水平盖板平行的加强隔板。(加强隔板的边缘与中空区域的边界相交)

优选的，过渡板为三角形板。

优选的，过渡板与第三桅杆杆件的外壁垂直。

优选的，水平盖板、倾斜外板、过渡板以及第三桅杆杆件的外壁之间(指的是两两之间的连接)的连接方式均为焊接。