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国际舰船复合材料应用需求、范围及研发方向

   日期:2021-07-21     来源:复材网    浏览:434    评论:0    
核心提示:澳大利亚国防科学与技术机构(DSTO)所属的航空与海洋研究实验室曾发表过一篇很有意义的综述性论文,较为全面地阐述了西方国家舰
 澳大利亚国防科学与技术机构(DSTO)所属的航空与海洋研究实验室曾发表过一篇很有意义的综述性论文,较为全面地阐述了西方舰船复合材料结构物的应用需求、范围以及其研发方向,并较为系统地给出了潜艇复合材料结构物的应用现状与发展规划(见图1)。
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由图可见,复合材料的应用范围极为广泛,应用对象并不限于潜艇的非耐压壳体、附体结构、装置及其附属设备,甚至已逐渐扩展到主承载的各型装置结构物,例如轴系、螺旋桨、设备基座等。
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此外,德国潜艇技术的发展历程也是潜艇复合材料结构物工程应用的经典案例。目前,潜艇复合材料结构技术的发展特点在德国潜艇结构设计中得到了充分体现。由图2所示德国潜艇复合材料结构从上世纪60 年代至目前的发展历程。可见,潜艇复合材料结构的应用至少具有以下3 个基本特点:
  1) 应用范围逐步扩大。上世纪60 年代,在209-1100 型潜艇上仅指挥室围壳和上层建筑局部使用了复合材料可拆板和导流罩体;上世纪70 年代末,209 型潜艇指挥室围壳的大部分和上层建筑全面应用了复合材料;21 世纪以后,212 型和214 型潜艇使用的复合材料延伸到了舵、翼等附体结构及舷侧非耐压壳体结构,基本实现了舷外非耐压结构的全覆盖。
  2) 结构形式不断发展,呈现多样性。早期的复合材料结构形式主要为单壳加筋板架结构,209型潜艇则是单壳加筋和夹层结构的混合应用,以色列海军设计建造的“海豚”级潜艇以后全面采用夹层结构方案。
  3) 材料体系不断更新完善,功能性设计特征逐渐显现。主要表现为GRP 向CFRP 体系的转变。CFRP 结构相比GRP 结构重量更轻,刚度特性更优。
  根据文献,在全面应用PVC 泡沫夹层上层建筑和指挥室围壳等结构后,德国海军认为潜艇应用复合材料结构对于提高总体设计的裕度和灵活性极为有利。因此,近10 多年来,德国海军开始转向研制复合材料的高压气瓶、螺旋桨等关键装置。目前,发展路线已非常清晰,工程应用也比较成功。
  除上述2 个经典案例外,有关西方海军强国潜艇复合材料结构物的系统应用鲜有报道,公开资料也较为缺乏。然而,典型的应用案例却并不少见,主要包括:复合材料耐压壳、操纵控制面(舵和翼)、集成式升降装置、舱内结构及装置系统、深海潜器等。
  早期舰船复合材料结构应用的主要目的是解决船体结构腐蚀和猎/扫雷舰艇的低磁化问题,然而随着新材料的不断涌现及其结构功能性的不断发掘(例如,阻尼约束夹层、轻质高刚度泡沫夹层、高透声玻璃钢和超材料夹层等) ,以减轻结构重量为目的的隔声型复合材料轻外壳、综合集成桅杆和复合材料机库等技术得到了工程应用。
  近年来,具有隐身功能要求的复合材料声呐导流罩、舵翼、螺旋桨、泵喷导管、烟囱和管路系统等,也逐渐进入先进舰船装备序列。由此可见,舰船复合材料结构的应用需求早已超越传统结构的范畴,而与总体性能、功能性和综合保障性设计融为一体,且彼此密切相关。
  在现代舰船复合材料结构应用工程中,“复合材料”一词的内涵已不再局限于传统意义上的玻璃钢层合板,各种高性能纤维(例如,碳纤维、芳纶纤维、高强聚乙烯纤维等)和树脂(例如,改性环氧、酚醛等各种适用于海洋环境的低成本树脂体系)不断涌现。
  
造船业接单量连续三年第二,七年,规模宏大、前途广阔的市场有着更高的复合材料与产品需求;造船业的复合材料应用处于起步阶段,复合材料产品供不应求,更多的前沿科技成果亟待产业化。为了全面贯彻落实十四五规划,推动船舶与海洋工程复合材料产业链优化升级,学习交流国内外船舶与海洋工程复合材料及制品的先进技术、前沿工艺与市场趋势,船舶工业行业协会船艇分会与复材网共同主办“2021船舶与海洋工程复合材料应用高峰论坛 暨工厂现场演示培训会”邀请船舶与海洋工程领域的专家学者深度探讨交流,重点学习交流该领域复合材料技术现状、应用现状与市场发展趋势。
  
本次论坛主题是"船舶与海洋工程轻量化"。论坛将由船舶工业行业协会船艇分会秘书长做行业报告,并邀请知名船企技术专家、科研院所专家学者做专业报告,使与会代表客观深入了解该领域复合材料应用现状,讲技术,谈应用,析市场,构建一个“材料—制品—装备—终端市场”无缝对接的全产业链优化平台。论坛还计划展示国内科研院校的部分复合材料制品科研成果,搭建起研产对接平台,有利于企业顶层设计及调整规划,在国内大循环市场竞争中占据领先优势。
  
同时,论坛期间还将安排参观江龙船舶、太阳鸟游艇两家船企,现场学习复合材料制品的生产过程。诚邀国内外复合材料领域专家、学者、企业家和行业同仁莅临大会,共谋复材新未来。
  主办单位
  船舶工业行业协会船艇分会
  复合材料信息网
  协办单位
  征集中
  大会议题
  玻纤复合材料在船舶与海洋工程领域应用现状与趋势
  碳纤维复合材料在船舶与海洋工程中应用现状与机遇
  船舶与海洋工程复合材料大型结构制品成型工艺技术
  船舶与海洋工程复合材料制品创新设计与产业化研究
  船舶与海洋工程复合材料制品科研成果展示对接
  船舶与海洋工程复合材料原材料(树脂、纤维)技术
  船舶与海洋工程复合材料市场分析与趋势
  先进复合材料在船舶与海洋工程领域的发展趋势
  时间
  时间:2021年11月24日-26日
  相关事项
  1.会务费标准
  复材网会员:3000元/人,非会员3800/人
  包含会议门票、会议资料、餐饮、住宿统一安排,费用自理。
  2.会务费请按要求提前汇入指定账户,会务组统一开具发票,开票资料请发邮箱 :frp@cnfrp.com
  报名方式
  联  系  人:于珍
  联系电话:186 5346 3667
通用
 
 
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