玻璃钢复合材料船舶材料、设计与制造技术的

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1、玻璃钢/复合材料船舶材料、设计与制造技术的最新进展1.概述2.FRP/CM船体原材料及其进展3.FRP/CM船体设计理念及其技术进展4.FRP/CM船体的制造和质量控制及其最新进展5.FRP/CM在舰船屮的应用现状6.结语1.概述1.1FRP/CM的定义复合材料(CompositeMaterials)(2)纤维增强塑料(FiberReinforcedPlastics)(3)玻璃钢(Glass-fiberReinforcedPlastics)1.2CM的分类表1按基体材料分类的复合材料体系2.FRP/CM船体原材料及其进展2.1

2、纤维增强材料(1)增强纤维1)玻璃纤维2)碳纤维3)芳纶纤维4)超高分子量聚乙烯纤维5)连续玄武岩纤维(2)船用增强纤维制品表而毡短切纤维毡单向布各种平面织物各种三向织物表2四大高科技纤维与E■玻纤的主要性能2.2树脂基体（1）不饱和聚酯树脂（2）环氧树脂（3）乙烯基酯树脂（4）酚醛树脂2.3结构芯材（1）各种泡沫芯材（2）Balsa轻木（3）各种蜂窝材表3各种泡沫芯材的主要性能和适用场合2.FRP/CM船舶船体设计理念及其技术进展2.1FRP/CM的优缺点（与传统造船材料相比较）（1）FRP/CM的优点1）质轻、高强，对船艇

3、减重冇较人潜力2）耐腐蚀，抗海生物附着；3）无磁性，因而是猎扫雷舰艇的最佳结构功能材料；4）介电性和微波穿透性好；5）冲击韧性好，能吸收高能量；6）导热系数低，隔热性好；7）船体表面可到达镜光滑；8）可设计性好，能按船体各部件的不同耍求实现优化设计;9）整体性好，船体无接缝和缝隙，可防渗漏；10）成型简便，比钢制，木质船省工，且批产性好；11）维修保养方便，全寿命期的经济性能好。（2）FRP/CM的缺点1）弹性模量低，其剪切模量则更低；2）层间剪切强度低；3）长期耐温性差；4）冇老化现象；5）冇室温蠕变现彖；6）安全防护问题。

4、2.1FRP/CM舰船设计理念（1）FRP/CM材料与结构的可设计性（2）FRP/CM材料与结构的同一性⑶FRP/CM船体性能对复合工艺及环境的依赖性（4）FRP/CM船体复合效应的优越性（5）FRP/CM船体结构型式的多样性3.3FRP/CM舰船结构优化选型的研究表4不同结构形式的FRP/CM船体性能Z比较3.4FRP/CM单板加筋结构一体化设计的研究3.5夹层结构是FRP/CM舰船的一个重要发展方向3.6FRP/CM船体需考虑的问题和设计方法（1）FRP/CM船体设计所需考虑的几个问题1）FRP/CM的特点是其强度和弹性模

5、量均可设计的；2）FRP/CM是各向异性材料；3）FRP/CM的相对伸长很小，没有明显的屈服极限；4）FRP/CM的弹性模量很小，特别是剪切模量更低；5）FRP/CM的层间（剥离）强度较低；6）FRP/CM结构的性能还取决于其建造方法和工艺条件及纤维的含量；7）FRP/CM船体结构的安全系数是个很重要的问题。（2）FRP/CM船体结构设计的方法1）仿母型船换算的等代设计2）按船级社规范的规范设计3）采用直接计算法进行设计表5/纤维增强塑料船入级与建造规范中国已颁布的玻璃钢2.FRP/CM船体制造和质量控制及其最新进展4.1.F

6、RP/CM船体成型工艺和质量控制概述4.2真空辅助成型工艺的开发及其基本工作原理4.3真空辅助成型工艺的优点4.4真空辅助成型在舰船屮的应用实例SCRIMP（真空导入）工艺流程图威海中复西港船厂采用真空辅助工艺成型34m玻璃钢渔政船双层真空袋渗透工艺3.FRP/CM在舰船中应用的方向和现状3.1FRP/CM最重耍的应用是建造猎扫雷舰艇3.2FRP/CM是建造屮小型船艇最冇潜力的结构/隐身材料3.3FRP/CM是中小型舰船上层建筑材料的最佳选择3.4FRP/CM是建造屮小型高速高性能船艇最合适的材料4.结语6.1FRP/CM是一

7、种理想的新颖结构/,功能材料，它貝有传统均质材料无法比拟的优良综合性能。业已形成与木质、钢质和铝质船舶冇很大差异，冃独具特色的FRP/CM舰船之材料、设计与制造技术。6.2近年来FRP/CM船体材料、设计与制造工艺技术已取得很大进展，特别是真空辅助成型工艺的突破对于FRP/CM船业的发展具冇重大意义。6.3FRP/CM是中小型船艇最合适的结构材料，故已在民船领域，诸如游艇、渔船、交通艇和高性能船艇等屮获得了广泛的应用。FRP/CM在军船中最重要的应用是建造反水雷舰艇，同时它也是中小型隐身舰艇船体和上层建筑最有潜力的结构。隐身材

8、料，且已开始在舰艇中获得应用O6.5与。FRP/CM船体材料和成型工艺技术的进展相比，其船体的设计技术则尚有待于进一步开发。屮国船舶及海洋工程设计研究院