[发明专利]一种改善疲劳强度的型材连接结构

说明书

本发明公开了一种改善疲劳强度的型材连接结构，包括母材、垂直固定在母材上的肋板和型材，所述肋板上设置有切口，型材从切口中垂直穿过并通过补板与肋板相固定，所述补板为其中两个对角设置为切角的矩形板，所述补板的远离母材的侧边上开设有槽口。本发明通过改善补板缺口的形状，将危险点的峰值应力降下来，进而有效地提高构件的疲劳强度或延长其疲劳寿命，并起到轻量化的作用。

技术领域

本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种改善疲劳强度的型材连接结构。

背景技术

船体零件或构件由于交变波浪载荷的反复作用，在它所承受的交变应力尚未达到静强度设计的许用应力的情况下，船体零件或构件的局部位置会产生疲劳裂纹并扩展，最后突然断裂，这种现象被称为疲劳破坏。

疲劳裂纹的形成和扩展具有很大的隐蔽性，而在疲劳断裂时又具有瞬发性，因此疲劳破坏往往会造成极大的经济损失和灾难性后果。金属的疲劳破坏形式和机理不同与静载破坏，所以船体零件疲劳强度的设计计算不能为经典的静强度设计计算所替代，属于动强度设计。

随着现代传播向高速、大功率和无限航区方向的迅速发展，其疲劳强度及其可靠性的要求也越来越高。近几年发生了多起疲劳断裂事故，因此，船体零件或构件的疲劳裂纹越来越受到人们的重视。疲劳强度设计及其研究正在成为船舶设计当中的一项不可缺少的和重要的工作。

疲劳断裂是因为在船体零件或构件表层上的高应力或强度比较低弱的部位区域产生疲劳裂纹，并进一步扩展而造成的。这些危险部位小到几个毫米甚至几十个微米的范围，零件或构件的几何缺口根部、表面缺陷、切削刀痕、碰磕伤痕及材料的内部缺陷等往往是这种危险部位。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种改善疲劳强度的型材连接结构，通过改善补板缺口的形状，将危险点的峰值应力降下来，进而有效地提高构件的疲劳强度或延长其疲劳寿命，并起到轻量化的作用。

一种改善疲劳强度的型材连接结构，包括母材、垂直固定在母材上的肋板和型材，所述肋板上设置有切口，型材从切口中垂直穿过并通过补板与肋板相固定，所述补板为其中两个对角设置为切角的矩形板，所述补板的远离母材的侧边上开设有槽口。

优选地，所述补板上还开设有多个流水孔。

优选地，所述流水孔为圆孔。

优选地，所述补板的长度根据肋板上的切口大小确定。

优选地，所述槽口为弧形槽。

优选地，当型材高度小于100mm时，槽口的圆弧半径为15mm；

当型材高度小于140mm且不小于100mm时，槽口的圆弧半径为25mm；

当型材高度不小于140mm时，槽口的圆弧半径为35mm。

优选地，所述型材为球扁钢或角钢或T型材。

本发明的有益效果是：

本发明通过在型材与肋板的连接处，即肋板的切口处设置补板，并将补板设定为特定的形状，能够将危险点的峰值应力降下来，进而有效地提高构件的疲劳强度或延长其疲劳寿命，并起到轻量化的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是型材为球扁钢时本发明的结构示意图之一。

图2是型材为球扁钢时本发明的结构示意图之二。

图3是型材为角钢时本发明的结构示意图。