船用碳纤维复合材料栏杆的设计与优化

为了提升船用栏杆的耐腐蚀性能并减轻其质量，提出适合实船应用的船用碳纤维复合材料栏杆设计方案。根据某船栏杆技术要求，参照船用金属栏杆设计，在已有成熟复合材料杆塔结构设计的基础上，开展船用碳纤维复合材料栏杆结构设计。借助有限元分析方法，对碳纤维复合材料栏杆与金属栏杆对比分析。提出多种设计方案，进行船用碳纤维复合材料栏杆优化设计。通过多方案比较，确定船用碳纤维复合材料栏杆设计方案。对比分析结果显示，碳纤维复合材料栏杆强度相对较高，但刚度相对较低。多方案比较可见，栏杆柱壁厚、撑柱壁厚、撑柱外径是影响栏杆力学性能的关键结构因素；撑柱外径对减重效果影响较大，而栏杆柱壁厚、撑柱壁厚对减重效果影响较小。     

大厚度船用复合材料螺旋桨桨叶设计与成型工艺

为开展大厚度船用复合材料螺旋桨桨叶设计与成型工艺的研究,结合复合材料成型工艺经验,以桨叶几何型值的确定作为设计和研究切入点,对船用复合材料螺旋桨桨叶进行原材料选择以及复合材料桨叶的结构与铺层设计等工作,得到了满足强度要求的桨叶设计方案。在此基础上,提出1种大厚度复合材料螺旋桨桨叶的制备方案,为大直径和大厚度船用复合材料螺旋桨的成型工艺提供了参考。     

船用复合材料螺旋桨应用与发展

文章对国内外船用复合材料螺旋桨研究成果与应用现状进行了总结与归纳,介绍了船用复合材料螺旋桨设计与研究中存在的难点,说明了流固耦合算法在复合材料螺旋桨预变形设计与水动力性能预报中的重要性。结合国内的研究现状,为今后的研究提供参考。     

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。     

玻璃钢／复合材料在舰船中的应用

本文对世界各国玻璃钢／复合材料在舰船中的应用情况作了综合性阐述。首先从船用纤维增强材料的特点出发，简述了世界各国玻璃钢／复合材料在舰船方面的研制概况，然后较详细地分述玻璃钢／复合材料在游艇、渔船、救生艇、高性能船、军用舰艇以及其它舰船部件中的应用。     

船用玻璃钢/复合材料夹层结构中的泡沫芯材

回顾了船用玻璃钢 /复合材料夹层结构泡沫芯材的历史 ,介绍了夹层结构的工作原理及优点 ,泡沫芯材的性能 ,泡沫芯材的加工以及使用 ,泡沫芯材与巴萨木和蜂窝之间的对比。     

Analysis of impact damage characteristics of marine carbon fiber composite laminates embedded with PEI film北大核心CSCD

[目的]在传统船用碳纤维复合材料层合板层间添加热塑性相材料能有效提升船用复合材料的抗冲击性能,为探究其冲击损伤特性,开展实验研究。[方法]使用光学显微镜观察层合板的热塑性/热固性界面,分析两相材料的结合方式;对不同结构的复合材料层合板进行低、中、高3种不同能量的低速冲击;通过超声C扫描与电子显微镜,对各试件的损伤形貌进行观测,以研究各试件的冲击响应及损伤机理。[结果]结果显示,相较于碳纤维层合板,含热塑性相的船用复合材料层合板具有更好的损伤阻抗;内部嵌膜层合板试件在冲击能量为8和12 J的冲击下,内部分层损伤分别减少了19%和39%,且受到12 J冲击后,内部结构损伤较小,完整性较好。[结论]将PEI热塑性膜嵌于内部能提升层合板的韧性,显著减少内部分层损伤,明显提升内部嵌膜层合板的抗冲击性能。     

船用复合材料接头全场应力测量方法研究

对应用锁相红外热成像技术测量复合材料结构应力的可行性进行了研究。基于正交各向异性复合材料的热弹性理论(TSA),提出了一种有效和简洁的试验标定方法。通过标定试验获取了玻璃钢材料合理的加载频率f以及热弹性耦合常数CK。对两种典型的船用玻璃钢复合材料连接接头内的应力分布进行了测量,通过与数值计算结果比较,表明锁相红外热成像技术是一种快速、高效、可靠的结构全场应力测量手段。     

澳大利亚海军舰船采用纤维树脂复合材料的研究

澳大利亚海军正在研究船体结构用复合材料的各种特性。船体主要结构采用复合材料建造的水面舰艇主要是水雷对抗舰艇，而“科林斯”级潜艇也应用复合材料制造壳体。研究结果指出了短期和长期的工作环境对复合材料的影响，其中包括水下冲击载荷、应变率、疲劳和火灾的影响。此外，应用超声波探测整体厚剖面复合材料的损伤，这些结构中存在的损伤可能是在生产过程中或使用过程中造成的。探讨长期暴露在海水中的船用复合材料机械性能的变化特性。     

复合材料桅杆应力分布特性及其极限载荷研究

船用复合材料桅杆采用新颖的八边形筒形结构,复合材料夹层板对于桅杆来说也是一种创新探索,对其应力分布特性和极限载荷的研究具有实际意义。通过力学分析,给出了桅杆在真实环境中所受到的三种载荷具体形式,并采用流体动力学方法,模拟出三种载荷共同作用下复合材料结构的受力响应情况,由此得到其应力分布规律。再通过大量计算得到不同蒙皮和芯材厚度下胶层应力随风速变化曲线,由此得到该种复合材料夹层结构在常用厚度范围内的极限载荷统计规律,以供参考。     

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.     

锁相红外热成像技术应用于复合材料连接接头全场应力测量研究

为了克服传统电测法测量结构应力的种种不足,文章对应用锁相红外热成像技术进行复合材料结构应力测量的可行性进行了研究。在研究中,首先结合正交各向异性复合材料的热弹性理论（TSA）,提出了一种有效而又简洁的试验标定方法,并通过标定试验获取了文中所用玻璃钢材料所需的合理的加载频率f以及标定参数K,然后对两种典型的船用玻璃钢复合材料连接接头内的应力分布进行了测量,通过与数值计算结果的对比,验证了锁相红外热成像技术是一种快速、高效和可靠的结构全场应力测量手段。     

新型船用减振复合材料阻尼性能实验研究

对新型船用减振复合材料-Al-20wt%Si自生梯度复合材料内、中、外层阻尼性能进行了实验研究，结果表明：过共晶Al-Si合金外层内耗高于中、内层、是中、内层的1.1倍；在频率高于170Hz时，内、中、外层试样对振动均出现衰减现象，在频率低于175Hz时，中层和内层对振动均出现放大现象，而外层在整个频率都有较好衰减效果。     

考虑水弹性影响的螺旋桨设计方法研究

船用螺旋桨工作在低速重负荷工况、或采用大侧斜几何型式或采用复合材料时,其流固耦合现象较为突出,螺旋桨设计中若无法准确考虑其间的水弹性影响,将会造成船机桨失配及实船推进性能的错误预报。文章基于螺旋桨环流理论设计方法、螺旋桨流固耦合算法以及逐步逼近法,形成了一套可考虑水弹性影响的螺旋桨设计方法,重点讨论了流固耦合中水动力载荷更新方式、逐步逼近法中预变形松弛因子的选择对设计结果的影响。通过大侧斜螺旋桨及复合材料螺旋桨设计实例,进一步阐述了在螺旋桨设计中考虑水弹性的必要性,也验证了所开发设计平台的有效性。该设计平台为后续复合材料螺旋桨的优化设计提供了基础。     

基于一阶zigzag理论的软芯复合夹层板冲击载荷下的动态响应分析（英文）

本文提出一种简化的用于求解软芯复合材料夹层板的一阶zigzag理论模型，该模型能精确求解外载荷作用下软芯复合材料夹层板的静态和动态响应。软芯复合材料夹层板的上下面板采用一阶剪切变形理论，芯材运用线性函数模拟横向和面内位移。模型充分考虑芯材厚度方向的应力和应变，能很好满足横向剪切应力和位移界面边界条件。基于此模型，运用Newmark法求解控制方程分析冲击载荷作用下简支软芯复合夹层板的动态响应，将提出的一阶zigzag理论模型与公开发表的文献结果进行了准确性对比验证。在验证的基础上进行了一系列的参数研究，并详细研究了各种参数对夹层板动态响应的影响。计算结果能为船用软芯复合材料夹层板提供理论设计指导。     

海洋环境下玻璃钢复合材料耐腐蚀性能研究

综述了国内外复合材料的腐蚀研究与开发进展,简要介绍了海水环境因素对复合材料腐蚀行为的影响,总结了海洋环境下玻璃钢(FRP)复合材料耐腐蚀性能机理,最后展望了复合材料腐蚀的最新研究方向.     

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。     

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.     

雷达隐身复合材料研究进展及在舰船上的应用

本文简要综述雷达隐身复合材料的研究进展,介绍雷达隐身复合材料在舰船上的应用和发展现状,分析雷达隐身复合材料在舰船上应用存在的问题。最后,对我国舰船上雷达隐身复合材料的发展进行了展望。     

法推出船用复合材料织物

法国法拉利公司(FERRARI)近期推出Stamoid船用系列产品,这种复合材料织物专门为船上应用而设计,用来制作顶篷、防雨篷和防护罩等。它经过综合处理,具有耐久性好、抗紫外线强度高、柔软、完全密封防水、保养容易、防霉、尺寸稳定、体积小等特点。其中Stamoid Top和Stamoid Tweed都是很柔软的面料,操作得心应手,其保养也方便,确保经久耐用。还可经受温度的极端变化,面料不易变形,即使经过风吹日晒,仍能保持原有形状。