复合材料在护卫舰上层建筑中的应用潜力

现代军舰设计要经过各种矛盾的无数次综合平衡，这比民船设计更加明显，这些矛盾包括武器装备、航速和稳性。单体船的横稳性主要取决于重心和水线面宽度，而船在水中的阻力与水线面宽度成反比。也就是说，高航速与低燃油消耗要求有细长的船体，细长的船体又要求有低的重心。采用轻型上层建筑可以满足上述要求，而应用复合材料是其中的一个选择方案。对有同样功能的现代护卫舰分别采用钢结构上层建筑和复合材料上层建筑的性能进行了比较，其中包括承受波浪载荷、武器载荷和爆炸冲击波载荷的结构性能、防火性能、雷达反射特征、电磁屏蔽、红外辐射特征和热绝缘。同时还比较了护卫舰采用这两种材料的重量和费用。     

复合材料上层建筑总纵弯曲特性与设计要求分析北大核心CSCD

[目的]针对复合材料上层建筑总纵强度问题,采用有限元分析法开展复合材料上层建筑总纵弯曲特性与设计要求分析。[方法]首先,分析不同长度、不同上层建筑材料等效弹性模量下简化船体模型纵向应变沿高度方向的分布规律,并利用二次函数对纵向应变分布进行非线性拟合;然后,基于拟合的结果提出复合材料上层建筑设计要求,并在结构形式与材料属性两方面对设计要求进行阐述;最后,根据弯矩有效度概念,在国军标的基础上提出不同长度、不同材料下上层建筑完全参与总纵弯曲的判定方法。[结果]分析结果表明,常见的树脂基纤维增强复合材料能够满足上层建筑结构的总纵强度要求;超过0.3倍船长的复合材料上层建筑结构应当计入剖面强度和刚度校核。[结论]所做研究可为未来我国复合材料上层建筑结构的水面舰船设计提供一定的参考价值。     

复合材料上层建筑建造工艺研究

通过开展上层建筑钢骨架建造及复合材料壳板安装工艺研究,掌握复合材料分块敷设安装方法,形成复合材料上层建筑建造工艺方案,为舰船复合材料上层建筑建造及改装提供技术指导。     

复合材料上层建筑建造工艺研究

通过开展上层建筑钢骨架建造及复合材料壳板安装工艺研究,掌握复合材料分块敷设安装方法,形成复合材料上层建筑建造工艺方案,为舰船复合材料上层建筑建造及改装提供技术指导。     

复合材料上层建筑分段吊装方案力学仿真分析

采用有限元法对复合材料上层建筑分段吊装过程进行力学分析并提出合理的吊装方案以控制吊装过程中的变形和应力。考虑到复合材料上层建筑的特点,建立钢骨架和复合材料壳板组成的有限元模型,分析不同起吊约束对上层建筑变形的影响;选取偏于保守的约束条件,进行加载求解。通过计算,对分段结构进行合理加强,确保上层建筑在吊装过程中不发生过大的变形和应力。结合工艺要求,提出4种吊装方案,计算每种吊装方案下上层建筑分段的强度与刚度特性,优选出较为合理的吊装方案。在此基础上还将上层建筑简化为钢骨架模型,分析钢骨架的变形和应力,进一步验证吊装方的合理性,并校核连接钢骨架和复合材料板格的螺栓强度,结合工程实际给出了最优的吊装方案。     

水面舰艇上层建筑和桅杆射频综合集成的思考

介绍了水面舰艇射频电子设备的发展情况和国外水面舰艇射频集成、上层建筑(桅杆)射频综合集成情况。指出射频集成和上层建筑(桅杆)射频综合集成是电子、电磁兼容、舰船设计、结构、材料等各学科交叉的系统工程研制项目,应由舰船设计部门与电子设备研制部门大力协同而有步骤地进行。射频集成工作由电子设备研制机构进行。舰船总体研制单位自始至终负责射频集成和上层建筑(桅杆)射频综合集成工作,必须设计制造上层建筑(桅杆)射频综合集成大型模型,进行上层建筑(桅杆)射频综合集成的陆上试验,验证集成射频电子设备性能以及上层建筑(桅杆)射频综合集成后的隐身性和电磁兼容性能;试验成功后装舰。     

复合材料上层建筑分段吊装方案力学仿真分析

采用有限元法对复合材料上层建筑分段吊装过程进行力学分析并提出合理的吊装方案以控制吊装过程中的变形和应力.考虑到复合材料上层建筑的特点,建立钢骨架和复合材料壳板组成的有限元模型,分析不同起吊约束对上层建筑变形的影响;选取偏于保守的约束条件,进行加载求解.通过计算,对分段结构进行合理加强,确保上层建筑在吊装过程中不发生过大的变形和应力.结合工艺要求,提出4种吊装方案,计算每种吊装方案下上层建筑分段的强度与刚度特性,优选出较为合理的吊装方案.在此基础上还将上层建筑简化为钢骨架模型,分析钢骨架的变形和应力,进一步验证吊装方的合理性,并校核连接钢骨架和复合材料板格的螺栓强度,结合工程实际给出了最优的吊装方案.     

某舰尾部上层建筑副炮加强结构刚度有限元分析

为研究某舰尾部上层建筑副炮加强结构的垂向刚度，在有限元软件ANSYS中分别建立副炮基座附近的上层建筑模型、上层建筑带部分主船体舱段模型以及全舱段模型并进行了刚度计算分析。在计算过程中，通过多种结构设计方案的对比计算，分析出了对结构整体刚度影响较大的船体构件和部位，为最终的结构加强提供了依据。着重讨论了模型范围大小、不同边界条件、加载方式以及刚度计算方法对船体结构最终垂向刚度计算结果的影响。     

复合材料在海军舰艇上的国外应用现状及进展

随着军方努力降低舰艇的购置和维护成本、提高其结构和操作性能,自20世纪80年代中期以来,复合材料的应用日益增加。该文综述了近年来复合材料在海军舰艇上的国外应用现状及进展,包括在大型军舰如护卫舰、驱逐舰和航空母舰上的机械及其他装备,以及上层建筑、甲板、舰舱壁、先进的桅杆系统、螺旋桨、推进轴系、方向舵、管道、泵、阀等上的应用。     

舰用雷达波隐身材料的应用及发展

雷达波吸波材料是减缩水面舰船雷达波散射截面,提高全舰雷达波隐身性能的重要手段,本文总结了雷达波吸波材料的舰面应用现状和基本应用原则,分析现阶段雷达波吸波材料应用的特点,结合复合材料技术的发展,提出了舰用雷达波吸波材料的发展方向。     

复合材料在国外海军舰船上层建筑上的应用与发展

近年来,复合材料在海军舰船上层建筑上的应用引发了各国的关注和激烈的竞争。本文对复合材料在各国海军舰船上层建筑上的应用、发展和特点进行深入研究总结,并以美国DDG 1000驱逐舰为例,详细介绍舰船上层建筑中复合材料的应用情况,最后对舰船上层建筑用复合材料的发展进行展望。     

电力舰的研制进展（三）

电力舰计划目前正处于关键阶段，电力舰方案很可能成为英国海军下一世纪的核心。永磁推进电机选择采用横向磁通拓扑结构。Scalpel模型是评估原动机车运行费用的基本工具，它指出系统的总效率对系统中单个设备的关系。功率电子器件和变流器的发展为电力舰提供了潜在的高效率。     

新材料技术对CVN-21航空母舰的有利影响

根据未来CVN-21级新型航空母舰的需要，在改进和完善现有材料和工艺的同时，不断进行新材料、新技术的开发和研究。概述为了减轻整个舰的重量和降低重心所进行的努力，包括船体结构应用高强度高韧性钢；扩大钛铝合金的使用范围；采用轻质LASCOR板与复合材料、泡沫钢；装备电磁弹射器代替蒸汽弹射器等。为了延长使用寿命和提高舰的机动性，研制了先进的甲板防滑涂料和镀层，改进了喷气偏流板。这些新材料、新技术的应用将对舰产生重大的有利影响。     

美国海军复合材料修复技术

复合材料上舰应用的关键之一是能够对复合材料结构进行有效、快速地修复,避免由于材料结构受到损伤而对装备性能造成无法恢复的影响。本文研究了美国海军复合材料的修复技术和修复方法,介绍了美国海军提出的复合材料结构损伤分级概念,总结了渗湿对复合材料性能的影响,梳理了复合材料修复补丁设计,最后对美国海军水面舰艇复合材料推进轴套的具体修复方法进行了介绍。     

船舶复合材料上层建筑概念设计及力学行为研究

针对船舶轻量化的发展需求,以轻质复合材料夹芯结构为上层建筑的基础板材,以船用复合材料T形连接和Y形连接作为设计节点,将局部设计节点与基础板架有机组合实现集成式船舶复合材料上层建筑的概念设计。分析船舶上层建筑的多种受载形式,研究其在波浪环境中联合载荷作用下的力学行为表征和宏观响应特性,预报复合材料上层建筑与主船体之间的相互作用及其对船舶总纵弯曲的贡献效率,为船舶复合材料上层建筑的优化设计、可靠性和安全性分析提供有益参考。     

美国海军复合材料修复技术

复合材料上舰应用的关键之一是能够对复合材料结构进行有效、快速地修复,避免由于材料结构受到损伤而对装备性能造成无法恢复的影响.本文研究了美国海军复合材料的修复技术和修复方法,介绍了美国海军提出的复合材料结构损伤分级概念,总结了渗湿对复合材料性能的影响,梳理了复合材料修复补丁设计,最后对美国海军水面舰艇复合材料推进轴套的具体修复方法进行了介绍.     

船舶复合材料上层建筑概念设计及力学行为研究

针对船舶轻量化的发展需求,以轻质复合材料夹芯结构作为上层建筑的基础板材,以船用复合材料T形连接和y形连接作为设计节点,通过局部设计节点与基础板架的有机组合完成集成式船舶复合材料上层建筑的概念设计.分析船舶上层建筑的多种受载形式,研究其在波浪环境中联合载荷作用下的力学行为表征和宏观响应特性,预报复合材料上层建筑与主船体之间的相互作用及其对船舶总纵弯曲的贡献效率,为船舶复合材料上层建筑的优化设计、可靠性和安全性分析提供有益参考.     

上层建筑内安装大型设备后结构的强度和振动研究

本文对大型设备装舰后，艏部上层建筑及侧壁大开口加强结构的强度和振动特性，采用有限元ＳｕｐｅｒＳＡＰ程序进行计算分析研究。     

27艘庞大阵容的提康德罗加级导弹巡洋舰

舰型结构提康德罗加级导弹巡洋舰与斯普鲁恩斯级导弹驱逐舰采用的是相同的标准平台,因此两级舰除上层建筑外在外型上十分相似.就舰型来讲,该级舰一改之前美国巡洋舰传统的平甲板舰型,采用了长首楼舰型设计,飞剪型舰首,并且舰首呈V型剖面,两舷明显外飘,为防止高海况下出现埋首现象而在舰首加装了舷墙.     

复合材料在舰船上的应用

复合材料由于具有质轻、优良的力学性能、无磁性、耐蚀性好及材料的可设计性等一系列优良特性,在理论研究和实际应用上引起了人们极大的关注。近年来,世界各国纷纷致力于复合材料的研究开发。本文综述了复合材料的性能特点、复合材料在舰船船体、上层建筑、桅杆、推进器等几方面上的应用,分析了我国船用复合材料的现状和发展前景。