[发明专利]一种木屑船船体结构抗裂纹设计方法

权利要求书

1.一种木屑船船体结构抗裂纹设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）历史数据统计：建立以往木屑船疲劳裂纹的统计数据；所述统计数据包括容易产生疲劳裂纹的船体部位和产生疲劳裂纹时的船龄；其中，所述以往木屑船均是根据散货船结构共同规范进行设计制造的木屑船；

（2）新船设计：按照散货船结构共同规范进行木屑船的新船设计，且在设计新船时，根据以往木屑船疲劳裂纹的统计数据，在容易产生疲劳裂纹的船体部位进行补强设计；

（3）建模分析：根据补强设计后的新船设计图纸，建立新船的有限元模型，采用有限元分析软件，对模型施加疲劳载荷，对所述的容易产生疲劳裂纹的船体部位进行疲劳寿命分析；

（4）收集制造误差数据：新船在建造过程中，进行制造误差数据的收集；所述制造误差数据包括容易产生疲劳裂纹的船体部位的制造误差数据，且所述船体部位的制造误差数据包括焊缝制造误差数据；

（5）模型修正：根据新船的制造误差数据，对有限元模型进行修正；

（6）疲劳寿命分析：利用修正后的有限元模型，对所述的容易产生疲劳裂纹的船体部位重新进行疲劳寿命分析；

（7）建立焊缝制造误差影响系数：将有限元模型修正前和修正后的疲劳寿命分析结果进行对比，评估焊缝制造误差对疲劳寿命的影响程度，建立焊缝制造误差影响系数，用于后续新船的改进设计；

其中，所述焊缝制造误差数据的收集包括采用多维激光扫描仪对所述容易产生疲劳裂纹的船体部位的焊缝进行扫描，从而获得焊缝的高度尺寸和形状误差数据；

所述焊缝制造误差数据的收集还包括在多维激光扫描仪无法扫描检测到的部位，采用带有误差实体比较器的焊脚测规对容易产生疲劳裂纹的船体部位的焊缝进行检测，从而获得焊缝的高度尺寸和形状误差数据；

所述焊脚测规包括矩形检测样板，所述矩形检测样板的四个角部分别设置有不同大小的用于检测焊脚形状和尺寸的缺口，所述缺口的形状和尺寸被设置为与所要检测的焊脚的理论形状和尺寸相适配；其中，所述矩形检测样板的缺口部设置有用于反映焊脚的实际形状和尺寸并与所述理论形状和尺寸相比较的所述误差实体比较器；所述误差实体比较器包括设置在所述矩形检测样板的所述缺口部的蛇形尺、设置在所述矩形检测样板上且邻接在所述蛇形尺的远离所述缺口部边缘位置的自由变形流体袋，在所述矩形检测样板上位于所述缺口部的两端设置有用于挡住所述蛇形尺的外挡板，所述矩形检测样板上还设置有用于按压所述自由变形流体袋的弹性回复按钮。

2.根据权利要求1所述的一种木屑船船体结构抗裂纹设计方法，其特征在于，所述补强设计包括如下补强方案：

（1）在舷侧肋骨在舷侧纵桁上的贯穿孔位置，采用全补板，不开减轻孔或人孔；

（2）对于底边舱斜板与内底板的交叉位置，肋板不开扇形孔、底边舱斜板与内底板采用深熔焊或者全焊透；

（3）对于底墩斜板与内底板的交叉位置，采用以下方案：在重压载舱增加纵桁，或在底墩位置处纵骨增加背肘板；

（4）对于底墩顶板与槽型舱壁的连接位置，采用以下方案：增加封槽板；或者，对于在重压载舱内的底墩隔板采用全焊透型式；对于在普通货舱内的底墩隔板的焊接加大焊脚；

（5）对于船体外板上的屈曲筋，端部不进行削斜处理。

3.根据权利要求1所述的一种木屑船船体结构抗裂纹设计方法，其特征在于，进行所述补强设计时，根据历史数据统计中产生疲劳裂纹时的船龄设定补强设计的安全系数，且所述安全系数的大小与所述产生疲劳裂纹时的时间的大小成反比。

4.根据权利要求1所述的一种木屑船船体结构抗裂纹设计方法，其特征在于，所述焊脚测规还包括设置在所述缺口部的两端的内挡板，所述蛇形尺位于所述缺口部以外的部分置于所述外挡板与所述内挡板之间所形成的槽体内，且位于四个缺口部的所述蛇形尺依次连接成一体，并在整体上形成环形蛇形尺。