复合材料轻量化技术在舰船制造领域的应用

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1、万方数据第1期2010年3月纤维复合材料FIBERCoMPoSITESNm13lMat．，2010产品·应用复合材料轻量化技术在舰船制造领域的应用张国腾，陈蔚岗，唐桂云(哈尔滨玻璃钢研究院，哈尔滨150036)摘要舰船轻量化符合先进复合材料低成本、整体化的发展方向，成为现代复合材料研究的关键技术之一。复合材料轻量化技术有利于舰船提高航速和灵活性，降低运营成本。本文从增强材料、基体树脂、夹层材料、船体结构、结构部件以及复合材料成型工艺6个方面阐述了复合材料轻量化技术在国内外舰船制造领域的应用情况。在舰船的制造中采用先进的复合材料轻量化制造技术，对满足舰船

2、轻量化需求，提高军事水平，展现综合国力，有着莺要的社会和经济意义。关键词复合材料；轻量化；舰船；应用ApplicationofLightweightCompostieTechnologyinManufacturingNavalShipZHANGGuoteng，CHENWeigang，TANGGuiyun(HarbinFRPInstitute，Harbin150036)ABSTRACTLightweightnavalshipisoneofimportanttechnologie8ofmodemcompositeresearch．whichfitdevel

3、opmentoflowercostandIntegrateofadvancedcomposite．Lightweightcompositetechnologyhelpsnavalshipsinimprovingspeedandflexibility，andlowercost．ThesixtopicsofthisarticleonapplicationsinforeignandOill"countryofmanufacturingha-valshipwithlightweightcompositetechnologyisreinforcement，res

4、in，interlayermaterial，shipstructure，structurepartandmanufacturetechnology．Manufacturingnavalshipwithadvancedlightweightcompositetechnologyisimportantinfittingtheneedsofnavalshipinlightweightandimprovingmilitaryforceandoverallnationalstrengthforeconomicsandsociety．KEYWORDSComposi

5、te；Lightweight；Navalship；Application1引言复合材料作为新型功能、结构材料，其具有重量轻、比强度和比刚度高、阻尼性能好、耐疲劳、耐蠕变性能、耐化学腐蚀、耐磨性能好、热膨胀系数低、尺寸稳定性好、以及X射线透过性好等特点。在如今不断扩大的舰船应用领域，具有良好的应用前景。在舰船中，无论是用于军事，还是救援、执法方面的船只，都对船速提出更高要求，而降低舰船的重量，是使高速舰船得以实现的最有效的办法。特别是在武装攻击中，必须降低船艇的重量，以在相同动力获得更高的有效载荷，并可以节约燃料，降低成本，在提高航速的同时，也提高了船只

6、的机动灵活性。曾以结构质量闻名的英国皇家海军就曾提出2．5吨的舰船至少减轻200公斤重量的要求。为减轻船体重量，结构上他们一般用重载型GRP制造，有时也使用芳纶或碳纤维的层压板。近年来，先进复合材料和轻量化结构技术已成为减轻船体重量的关键技术，在救生艇、细长艇、高速执法艇、充气艇等等一些需要提高速度的舰船上得以应用，取得了良好的效果。2现代舰船常用的复合材料轻量化技术概览从各国复合材料舰船轻量化的应用中，愈来愈能感受到轻量化在舰船制造中的重要作用，先进国家为显现综合国力，也在不断深入的进行此项研究。复合材料舰船同钢制舰船重量上，减轻近50％，这意味着舰

7、船町装载更多的装备，航速、续航力也可提高，因此复合材料的应用成为首选材料。复合材料是两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料，通过复合手段组合而成的一种多项材料，它可以发挥各种材料的优点。克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。纤维增强树脂基复合材料广泛应用于舰船中，主要是通过以下几方面实现轻量化要求。万方数据32纤维复合材料2010焦2．1增强材料早期舰船使用的增强材料为玻璃纤维，已经使舰船达到了一定的轻量化，可对于轻质高强的要求，多采用碳纤维和芳纶纤维。美国是最早的复合材料舰船制造者。在1946年制造了长8．53m的世界第一艘聚酯玻璃钢交通艇。9

8、0年代初制造的巡逻艇，长14。3m，船速60km，用凯芙拉增强聚酯树脂单壳结构。1996年制造