先进复合材料在游艇中的应用.pdf

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1、·156·内燃机与配件先进复合材料在游艇中的应用TheApplicationoftheAdvancedCompositeMaterialsinYachts卢馨LUXin（渤海船舶职业学院，兴城125105）（BohaiShipbuildingVocationalCollege，Xingcheng125105，China）摘要:本文通过对先进复合材料（ACM）的研究，在全艇艇身上100%采用碳纤维（CF）与凯夫拉纤维（Kevlar）混杂复合材料，使流畅美观、动感时尚的造型得以实现，双层壳艇体使用PVC泡沫夹芯结构，既增加了较薄艇壳的硬度，减轻了游艇的质量，提高了航速，又减少了实

2、心艇体所具有的共振传声特性，还能满足游艇在各种航行条件下的强度要求。Abstract:Basedontheadvancedcompositematerials(ACM)study,theuseofcarbonfiber(CF)andKevlarfiber(Kevlar)hybridcompositesintheboatwas100%,makingthesmoothappearance,dynamicfashionmodelingcanberealized.ThedoublehullusesPVCsandwichstructure,whichincreasedthethehar

3、dnessofthinhull,reducetheyachtqualityandimprovespeedandalsoreducetheresonancetransmissioncharacteristicsofsolidhull,meetingthestrengthrequirementsofyachtsinvarioussailingconditions.关键词:先进复合材料；游艇；应用Keywords:theadvancedcompositematerials；yacht；application0引言碳纤维（Carbonfiber）是一种纤维状碳材料。它具有强先进复合材

4、料（AdvancedCompositesMaterials,ACM）度比钢的还大、密度比铝的还小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐是纤维增强复合材料（FRP）中具有质量轻、强度高等明显热钢还耐高温、热膨胀系数小、导电性像金属、可吸收冲击特点的一种新型材料。目前，特指比传统玻璃纤维复合材能量等很多宝贵的电学、热学以及力学性能，是一种高科料性能更好，可用于制造主承力构件及次承力构件，且其技的新型材料。刚度和强度等性能接近或大于铝合金的一类新型轻质复合材料。1先进复合材料的种类先进复合材料（ACM）的种类繁多，其特性特征也不尽相同。按其增强纤维材料种类划分，可分为：硼纤维增强塑料（BFRP）

5、、碳纤维增强塑料（CFRP）、芳纶纤维增强塑料（KFRP）、碳化硅纤维增强塑料（SFRP）、氧化铝纤维增强塑料（AFRP）等。近年来，基于绿色环保，又出现应用比如苎麻、亚麻等各种麻纤维作为增强纤维的生物纤维复合材料。这其中具有代表性、最常用的为高性能的芳纶纤维（图1）或碳纤维（图2）等增强纤维的先进复合材料。芳纶纤维（Aramidfiber）：全称为“聚对苯二甲酰对苯图2碳纤维(CF)二胺”，商品名为凯夫拉（Kevlar），是具有超高强度、高模量2先进复合材料的优点和耐高温、耐酸、耐碱、轻质等特性，性能优良的一种新型先进复合材料在游艇制造方面比金属和其它传统材高科技合成纤维。

6、它可以在560度的高温下不分解，不融料，如木材，具有更多的优点。与钢或铝等金属相比，应用化，同时具有良好的绝缘性和抗老化性能，还拥有很长的先进复合材料制造的游艇零部件，可以将总重量减轻30%生命周期。～50%以上。游艇整体重量的减少带来了一连串的二次优势，如更多的承载量、更低的运营成本、更高的燃油效率和更少的温室气体排放。先进复合材料在游艇制造过程中的使用还通过部件整合，消除了紧固件，从而进一步降低游艇总重量。先进复合材料除了具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、低密度等特点外，还具有振动衰减性、导电性、抗蠕变、传热和膨胀系数小等功能特性。与过去传统的游艇制造材料相比，具有非常

7、优异的性能。传统的复合材料游艇所使用的材料大多是玻璃纤维增强塑料（GFRP，简称玻璃钢），但基于如下几点原因将逐图1芳纶纤维(Kevlar)渐淘汰：InternalCombustionEngine&Parts图3PJ265超级运动游艇①刚度不足，造成满足刚度后，船体过重；②玻璃纤维成功，并且也已达到了国际同类产品水平。是致癌物质，国外逐步禁用；③随着国产碳纤维（CF）及芳4先进复合材料在游艇中的应用纶纤维（AF）大量投产，其成本已大幅降低。玻璃纤维成本以碳纤维（CFRP）、芳纶纤维增强材料（KFRP）等