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文檔簡(jiǎn)介

游艇材料的研發(fā)1簡(jiǎn)介在奧運(yùn)會(huì)和眾多賽事中,賽艇是開(kāi)展最早的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之一。以1%秒為計(jì)時(shí)單位的賽艇比賽對(duì)船品技術(shù)含量要求嚴(yán)格。賽艇在水中前進(jìn),必須克服水的巨大阻力。而外形與材質(zhì)起到至關(guān)重要的作用。經(jīng)過(guò)數(shù)百年的發(fā)展,賽艇的外形已經(jīng)越來(lái)越趨于流線(xiàn)化,座艙設(shè)計(jì)除了能容納運(yùn)動(dòng)員外,幾乎沒(méi)有多余的空間。在材質(zhì)方面,也由木質(zhì)發(fā)展到后來(lái)的玻璃鋼,再發(fā)展到今天的航空復(fù)合材料,這種復(fù)合材料制成的艇身,既輕便又堅(jiān)固,是目前造艇科技的最高水平。先進(jìn)復(fù)合材料性能優(yōu)異,既可大幅度減重結(jié)構(gòu)材料,又兼有高耐腐蝕的特點(diǎn),因此在頂級(jí)賽艇上有廣泛的應(yīng)用前景.應(yīng)用的部位包括:船體、甲板、座艙結(jié)構(gòu)、船舵等。創(chuàng)造過(guò)程中會(huì)大量采用RTM技術(shù),特殊是SCRIMP,即西曼復(fù)合材料樹(shù)脂熔塑成形法,大規(guī)模整體成形,并多用夾層結(jié)構(gòu),芯材可用蜂窩或者閉孔泡沫材料。當(dāng)今,優(yōu)秀的頂級(jí)賽艇創(chuàng)造商已經(jīng)通過(guò)不斷的創(chuàng)新提升材料質(zhì)量和耐久性,和先進(jìn)的流水線(xiàn)生產(chǎn)確保了高效的生產(chǎn)效率和成本的降低。他們的成就包括:將先進(jìn)復(fù)合材料引入船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)用中;將復(fù)合材料引入整體承載結(jié)構(gòu)生產(chǎn)賽艇船體外殼;引進(jìn)高性能預(yù)浸料,用以保護(hù)船廠(chǎng)環(huán)境。船用復(fù)合材料種類(lèi)繁多,且被廣泛運(yùn)用于各種船艇的創(chuàng)造上.隨著亞洲及中國(guó)造船業(yè)的發(fā)展,船用復(fù)合材料發(fā)展將會(huì)十分迅速,國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)開(kāi)展科技創(chuàng)新工作,積極研發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù),以增強(qiáng)自身競(jìng)爭(zhēng)力。盡管受到金融危機(jī)的影響,亞洲造船業(yè)發(fā)展仍然十分迅速,這將給亞洲船用復(fù)合材料行業(yè)的增長(zhǎng)帶來(lái)強(qiáng)大的動(dòng)力。日前,致力推動(dòng)復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展的法國(guó)JEC集團(tuán)總裁兼首席執(zhí)行官弗德瑞克米泰爾表示,雖然目前船用復(fù)合材料產(chǎn)量只占亞洲復(fù)合材料總產(chǎn)量的1%,約為2.7萬(wàn)噸,但隨著亞洲特別是中國(guó)造船業(yè)的發(fā)展,船用復(fù)合材料市場(chǎng)將有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ脧?fù)合材料產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度也將會(huì)十分迅速。JEC集團(tuán)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,復(fù)合材料行業(yè)的重心已經(jīng)從北美洲和歐洲向亞洲轉(zhuǎn)移,目前亞洲復(fù)合材料年產(chǎn)量為270萬(wàn)噸,年產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)了180億歐元;到2013年,亞洲將會(huì)占領(lǐng)世界復(fù)合材料市場(chǎng)51%的份額,中國(guó)將占領(lǐng)世界復(fù)合資料市場(chǎng)43%的份額;2022年,亞洲復(fù)合材料的產(chǎn)量有望達(dá)到1000萬(wàn)噸,船用復(fù)合材料的產(chǎn)量也將隨之上升.據(jù)弗德瑞克米泰爾介紹,船用復(fù)合材料目前種類(lèi)繁多,而且被廣泛應(yīng)用于各種船艇的建造上,比如船體創(chuàng)造中所用的復(fù)合板,船舶內(nèi)飾中用到的玻璃纖維及木質(zhì)復(fù)合材料,漁船、游艇、雙體船等普通采用玻璃纖維增強(qiáng)材料創(chuàng)造,船內(nèi)廚房、洗手間等設(shè)施采用一體化復(fù)合板,一些高科技的復(fù)合材料被應(yīng)用在海岸巡邏艇建造上.此外,越來(lái)越多的船用復(fù)合材料被應(yīng)用在海港設(shè)備、碼頭、樁柱、格欄以及海上工廠(chǎng)等海岸線(xiàn)裝備創(chuàng)造中.國(guó)家玻璃鋼制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心副主任張林文也強(qiáng)調(diào),船用復(fù)合材料的使用范圍很廣。與鐵、鋁等材料相比,船用復(fù)合材料具有分量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn),這可以大大減少船舶在航行中使用的燃料,從而減少二氧化碳的排放量.比如,將凱夫拉纖維與玻璃纖維制成混合增強(qiáng)材料用在對(duì)強(qiáng)度要求較高的高速船船體上,能使船體分量減少12%,而且徹底可以滿(mǎn)足其強(qiáng)度要求。此外,船用復(fù)合材料在耐腐蝕性、耐候性、抗疲勞性、壓縮度和彎曲度方面也有良好的表現(xiàn)。雖然亞洲船用復(fù)合材料市場(chǎng)的應(yīng)用潛力巨大,但業(yè)界一致認(rèn)為,亞洲創(chuàng)造商在生產(chǎn)技術(shù)上仍需要繼續(xù)改進(jìn)。比如,亞洲較多采用人工操作的方式生產(chǎn)復(fù)合材料,據(jù)統(tǒng)計(jì),亞洲目前約有31%的復(fù)合材料是通過(guò)手工糊制工藝完成的,這可能會(huì)對(duì)工人造成傷害。針對(duì)這些問(wèn)題,弗德瑞克米泰爾表示,JEC集團(tuán)將采用多種形式推廣輕型樹(shù)脂傳遞模塑成型工藝、纖維纏繞成型工藝等最新工藝技術(shù),這些工藝技術(shù)在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),也有助于改善生產(chǎn)環(huán)境.此外,在2010年JEC國(guó)際復(fù)合材料亞洲展等各類(lèi)復(fù)合材料展會(huì)上,JEC集團(tuán)還會(huì)舉辦技術(shù)會(huì)議,介紹復(fù)合材料最新、最尖端的技術(shù)及應(yīng)用情況,并組織商務(wù)會(huì)議,為亞洲復(fù)合材料設(shè)備供應(yīng)商和創(chuàng)造商提供交流平臺(tái).就中國(guó)船用復(fù)合材料市場(chǎng)的發(fā)展?fàn)顩r而言,專(zhuān)家認(rèn)為,隨著中國(guó)造船業(yè)尤其是游艇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,中國(guó)船用復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展將會(huì)十分迅速,但與歐美等國(guó)家相比還有較大差距。因此,目前,國(guó)內(nèi)船用復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重視技術(shù)創(chuàng)新,大力研發(fā)低成本纖維技術(shù)、低成本樹(shù)脂技術(shù)、低成本預(yù)浸料技術(shù)、自動(dòng)纖維鋪放技術(shù),使復(fù)合材料向低成本化方向發(fā)展,增強(qiáng)自身的競(jìng)爭(zhēng)力;企業(yè)在生產(chǎn)方面應(yīng)多采取設(shè)計(jì)創(chuàng)造一體化技術(shù),采用全新的設(shè)計(jì)理念和手段,提高創(chuàng)造過(guò)程的信息化水平,將設(shè)計(jì)和創(chuàng)造進(jìn)一步融為一體,加快產(chǎn)品研制進(jìn)度,提高質(zhì)量,降低成本。此外,目前許多國(guó)家已經(jīng)針對(duì)復(fù)合材料制定了嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),對(duì)此,企業(yè)應(yīng)該開(kāi)展對(duì)復(fù)合材料創(chuàng)造和使用過(guò)程中產(chǎn)生廢棄物的回收處理和綜合利用的研究工作,如開(kāi)辟新型低排放、易回收或者可降解的原料,復(fù)合材料的回收利用技術(shù)等,順應(yīng)當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展潮流,實(shí)現(xiàn)該行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。2國(guó)外游艇情況2.1日本日本復(fù)合材料船艇發(fā)展很快,用玻璃鋼制作的船艇可用作多種用途,造型更是各顯所能,可謂千姿百態(tài).“浮城路”高速艇,用于瀨戶(hù)內(nèi)海的高穩(wěn)定性巡航船,1985年10月由日本三菱重工業(yè)公司研制成功。該船船體總長(zhǎng)12.7米,寬5.4米,高1。8米,總噸位17噸,載客定員12名?!案〕翘?hào)”即使在海浪中,船艙也不會(huì)搖晃。這種優(yōu)點(diǎn)來(lái)自其獨(dú)特的船體結(jié)構(gòu)一客艙與主船體分離,客艙位于裝有緩沖裝置和油壓控制裝置的主船體上。緩沖裝置可以吸收高速航行產(chǎn)生的沖擊加速度,由計(jì)算機(jī)控制的油壓氣缸伸縮能吸收航行中的船體搖動(dòng)(包括縱向、橫向及上下?lián)u動(dòng)),客艙從而可以保持平穩(wěn)。這種般體設(shè)計(jì)構(gòu)思,在世界上尚屬于首創(chuàng)。“新開(kāi)6500”深潛考察船,1989年1月由日本海洋科學(xué)技術(shù)中心和三菱重工業(yè)公司神戶(hù)造船廠(chǎng)共同研制而成。該船船體總長(zhǎng)9.5米,寬2.7米,高3.2米,地面分量為25噸。船體外殼采用T級(jí)玻璃纖維增強(qiáng)塑料,由24塊外層涂有膠衣、內(nèi)有加強(qiáng)筋厚度為4毫米的鑲板組成。船內(nèi)的壓艙水箱,采用碳纖維增強(qiáng)塑料制品總重約630公斤.高強(qiáng)度浮力材料采用特殊玻璃纖維與環(huán)氧樹(shù)脂制成,比重為0.536的復(fù)合泡沫塑料,分量約為7.4噸(13.8m3)。船體外殼的成型和加工,由昭和高份子公司承擔(dān).“音樂(lè)2號(hào)”高速滑翔艇,是供2人乘坐的海上娛樂(lè)用沖壓翼型滑翔艇。1990年2月由日本三菱重工業(yè)公司研制而成.船體總長(zhǎng)5。95米,寬4。32米,高2。65米,功率為64匹馬力,重2660米。它由一個(gè)大翼形成艇體和船翼,船翼由特殊織物粘結(jié)在鋁管骨架上構(gòu)成,翼下部和船艙都用玻璃鋼制成,最高時(shí)速可達(dá)85公里。當(dāng)時(shí)速超過(guò)50公里,翼內(nèi)充氣產(chǎn)生的空氣壓,將艇體推出水面約50公分時(shí)就可以開(kāi)始滑翔。這種新型艇具有可以低速離水,以及離水面高度較高等優(yōu)點(diǎn)。“水.海豚”號(hào)氣墊船,1990年3月由日本長(zhǎng)崎縣殼新材料應(yīng)用技術(shù)開(kāi)辟協(xié)會(huì)研制,分單體型和雙體型兩種.前者長(zhǎng)4。95米,寬2。36米,重400公斤;后者長(zhǎng)6。5米,寬2。21米,重400公斤。其時(shí)速均可達(dá)到20海里。單體型船體采用芳綸纖維增強(qiáng)塑料,雙體型船體為以聚氨酯泡沫塑料為芯材的碳纖維增強(qiáng)塑料夾層結(jié)構(gòu)?!八?海豚"號(hào)具有以下特點(diǎn):船體尾部裝有螺旋漿;航行與水深無(wú)關(guān);不受水草、海藻等植物的影響;航行平穩(wěn)性超群;上岸不必使用拖車(chē);短距離內(nèi)可以無(wú)水航行.“第三金丸”號(hào)客船,由新日本海運(yùn)公司建造,自1990年7月起投入瀨戶(hù)內(nèi)海旅游航線(xiàn).該船船體全長(zhǎng)32米,寬7米,高2.5米,總噸位152噸,載客定量303人,航速為16海里/小時(shí)。“第三金丸"號(hào)為縱向全加強(qiáng)盤(pán)結(jié)構(gòu),其筋骨及隔板加強(qiáng)筋采用箱型結(jié)構(gòu),以聚氨酯泡沫塑料為芯材;甲板梁亦采用箱型結(jié)構(gòu),以聚氨酯及柳安木為芯材.船體外板、壁板、上甲板,則均采用了玻璃鋼單板。2、美國(guó)目前,ZyvexPerformanceMaterials公司(ZPM)推出了一種用于船艇建造的新型復(fù)合材料碳納米管增強(qiáng)預(yù)浸料(Arovex),用這種材料制作的新船(540SE),目的是作為一個(gè)技術(shù)展示,表明未來(lái)的船只時(shí),有能力用新的納米材料來(lái)建造。這艘用Arovex建造的船長(zhǎng)54英尺(16.47米),分量卻不到8000磅(3632kg),船上設(shè)備齊全.這相對(duì)玻璃纖維復(fù)合材料的船艇分量減輕了75%相對(duì)碳纖維復(fù)合材料船艇分量減輕了33%。大幅度減輕船體分量使船僅需要75%的馬力,大大減少排放量,并擴(kuò)大它的航行范圍。由于它極輕的分量,使這條船有非高的效率,并提供前所未有的燃油經(jīng)濟(jì)性和低、中等巡航速度3游艇的GRP材料日前從中國(guó)工業(yè)防腐蝕技術(shù)協(xié)會(huì)了解到,在海洋產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃中,我國(guó)有關(guān)部門(mén)將對(duì)海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕的控制技術(shù)做進(jìn)一步的深化研發(fā)和擴(kuò)展,新型防腐技術(shù)和新型復(fù)合材料將成為海洋工程結(jié)構(gòu)的安全衛(wèi)士。中國(guó)工業(yè)防腐蝕技術(shù)協(xié)會(huì)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,因海洋環(huán)境腐蝕條件苛刻,我國(guó)部份地區(qū)水工、港工工程腐蝕情況較為嚴(yán)重,如華南地區(qū)18座海岸碼頭、引橋使用7~25年,腐蝕破壞占89%;國(guó)內(nèi)22座使用年限在7~15年的混凝土水閘,腐蝕破壞占56%;使用年限在23年的61座混凝土水閘,腐蝕破壞占87%。中國(guó)不飽和聚酯樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)趙鴻漢表示,玻璃鋼材料作為輕質(zhì)高強(qiáng)耐腐蝕材料,早在數(shù)十年前就進(jìn)入海洋防腐工程,如環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂基玻璃鋼防腐內(nèi)襯、罐管、格柵、飛濺區(qū)FRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料即玻璃鋼材料)包覆陰極保護(hù)、拉纏FRP筋條等,早已進(jìn)入港口碼臺(tái),海洋平臺(tái)及一系列海洋防腐工程.但按當(dāng)前國(guó)家海洋工程建設(shè)的要求,國(guó)內(nèi)FRP海洋防腐材料整體進(jìn)入工程遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前,挨近我國(guó)沿海的珠三角、長(zhǎng)三角、環(huán)渤海灣城市群的玻璃鋼企業(yè)要積極抓住海工防腐工程大發(fā)展的契機(jī),努力查詢(xún)歐美市場(chǎng)的經(jīng)典案例和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,主動(dòng)與有關(guān)科研院所加強(qiáng)合作,推進(jìn)國(guó)內(nèi)防腐蝕玻璃鋼材料和制品的深入應(yīng)用.玻璃鋼的學(xué)名為玻璃纖維增強(qiáng)塑料,英文縮寫(xiě)GRP,既GlassReinforcedPlastic。1.優(yōu)點(diǎn):質(zhì)輕高強(qiáng),對(duì)減輕結(jié)構(gòu)分量有較大潛力,特殊合用于限制分量的高性能船舶和賽艇。耐腐蝕、抗海生物附著,比傳統(tǒng)的造船材料更適合在海洋環(huán)境中使用。介電性和微波穿透性好,合用于軍用艦艇.能吸收高能量,沖擊韌性好,船舶不易因普通的碰撞、擠壓而損壞.導(dǎo)熱系數(shù)低,隔熱性好。船體表面能達(dá)到鏡面光滑,色采多樣,特殊是建造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、款式多樣、外形美觀(guān)的游艇。可設(shè)計(jì)性好,能按船舶結(jié)構(gòu)各部位的不同要求,通過(guò)選材、鋪層研究和結(jié)構(gòu)選型實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì).整體性好,可以做到整個(gè)船體無(wú)接縫和縫隙。船體成型簡(jiǎn)便,比鋼質(zhì)、木質(zhì)船省工,且批量生產(chǎn)性特殊好,降低造價(jià)的潛力很大。維修保養(yǎng)方便,維修費(fèi)比鋼質(zhì)、鋁質(zhì)和木質(zhì)船少的多,全壽命期的經(jīng)濟(jì)性能好。2.缺點(diǎn):受剛性模量低和受成型技術(shù)等的限制,尚不能建造太大的艦船,加之原料價(jià)格較貴,在整個(gè)造船材料中的用量仍較少。3.特性:玻璃鋼固化后具有收縮的特性。4?要求:溫度15至30°C;濕度40%至60%,不超過(guò)65%;考慮通風(fēng)、集塵、避光直射等.玻璃鋼/復(fù)合材料的力學(xué)性能具有明顯的方向性,玻璃鋼等人造的復(fù)合材料還可以人為地變化纖維方向和數(shù)量來(lái)達(dá)到某種特定的強(qiáng)度要求。例如,我們采用“1:1”玻璃布(指經(jīng)向纖維和緯向纖維量為“1:1”)創(chuàng)造的玻璃鋼,其經(jīng)向和緯向強(qiáng)度幾乎是相等的。但在其它方向上強(qiáng)度則較低,如在45°方向上強(qiáng)度比經(jīng)、緯向強(qiáng)度1/2還要低.值得注意的是人們往往有一種誤解,認(rèn)為資料中所列舉的強(qiáng)度數(shù)據(jù)就是實(shí)際構(gòu)件的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。其實(shí)這兩者截然不同,差異較大。例如手糊聚酯玻璃鋼板,小試件抗伸強(qiáng)度可達(dá)200—250MPa,而在同樣原材料的3m*9m的大型構(gòu)件上取下一塊試樣,它的抗伸強(qiáng)度惟獨(dú)100MPa。這是因?yàn)閮烧叩膭?chuàng)造操作條件不同,大塊板工藝條件不如小試件那樣理想.因此,在采用各類(lèi)資料、書(shū)籍所給出的強(qiáng)度數(shù)據(jù)時(shí),一定要注意你所設(shè)計(jì)的構(gòu)件工藝創(chuàng)造條件和普通小試件之間的差異,否則將會(huì)浮現(xiàn)問(wèn)題。此外,還要注意玻璃鋼/復(fù)合材料層間強(qiáng)度和彈性模量低的特點(diǎn).層間是薄弱環(huán)節(jié),因?yàn)閷娱g沒(méi)有增強(qiáng)纖維,所以它的層間剪切和層間抗伸強(qiáng)度都較低,充其量也只是樹(shù)脂本身的強(qiáng)度。這個(gè)特點(diǎn)告誡人們?cè)谠O(shè)計(jì)和創(chuàng)造玻璃鋼制品時(shí),除工藝創(chuàng)造時(shí)盡量使布層間粘牢外,設(shè)計(jì)上應(yīng)使層間應(yīng)力降到最低,防止層間破壞情況浮現(xiàn)。例如,306#聚酯玻璃鋼的層間剪切強(qiáng)度惟獨(dú)8.9-26MPa層間抗伸強(qiáng)度還要低些。玻璃鋼的彈性模量比木材大2倍,但比普通結(jié)構(gòu)鋼小10倍。因此,在玻璃鋼結(jié)構(gòu)中,常感剛性不足,會(huì)浮現(xiàn)較大的變形.為了改善這一缺點(diǎn),可采用夾層結(jié)構(gòu),亦可通過(guò)應(yīng)用高模量纖維或者中空纖維等來(lái)解決??梢钥闯桑篎RP剛性〉優(yōu)質(zhì)木材心竹材。比強(qiáng)度(材料的抗拉強(qiáng)度與材料的比重之比):即單位密度下的拉伸強(qiáng)度,也就是材料的抗拉強(qiáng)度與密度之比,用以說(shuō)明其輕質(zhì)高強(qiáng)的程度。玻璃鋼密度介于1。5~2。0之間,惟獨(dú)普通碳鋼的1/4~1/5比輕金屬鋁還要輕1/3左右,而機(jī)械強(qiáng)度卻很高,某些方面甚至能接近普通碳鋼的水平。例如某些環(huán)氧玻璃鋼,其拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)復(fù)均達(dá)到400MPa以上。按比強(qiáng)度計(jì)算,玻璃鋼不僅大大超過(guò)普通碳鋼,而且可達(dá)到和超過(guò)某些特殊合金鋼的水平。4各國(guó)GFRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料,即玻璃鋼)使用情況簡(jiǎn)

述由于GFRP具有傳統(tǒng)造船材料所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),故倍受造船界的重視.經(jīng)多年的開(kāi)辟應(yīng)用,已成為一種重要的船用材料.但因其彈性模量低和受成型技術(shù)等的限制,尚不能建造太大的艦船,加之價(jià)格較貴,故在整個(gè)造船工業(yè)中的用量比鋼材少。自40年代中期第一艘GFRP船問(wèn)世以來(lái),世界各國(guó)相繼開(kāi)始研制各種GFRP船舶,25年間CM船舶開(kāi)辟的業(yè)績(jī)超過(guò)了鋼質(zhì)船舶近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程,特別是美、英、日、意等國(guó)迄今仍保持強(qiáng)勁的勢(shì)頭。美國(guó)的GFRP造船量居世界首位;日本1993年GFRP漁船的數(shù)量已超過(guò)32萬(wàn)艘,GFRP游艇則超過(guò)了20萬(wàn)艘;據(jù)統(tǒng)計(jì)英國(guó)20米以下的船有80%是采用GFRP制造,而且還批量建造了世界上最大的GFRP反水雷艦;意大利和瑞典也分別建成為了各具特色的新穎硬殼式和夾層結(jié)構(gòu)的大型GFRP獵掃雷艦。中國(guó)從1958年開(kāi)始試制GFRP船,迄今也已創(chuàng)造了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的各種GFRP船艇.下面對(duì)一些主要國(guó)家GFRP船艇產(chǎn)品的研制和開(kāi)辟情況作一概述。1.美國(guó)美國(guó)是使用CM最早和最多的國(guó)家,40年代初就宣告GFRP研制成功。1946年美國(guó)海軍建成為了長(zhǎng)8。53米的世界第一艘聚酯GFRP艇,拉開(kāi)了CM造船的序幕。1954年先后,美國(guó)的手糊成型工藝日益成熟,即開(kāi)始開(kāi)辟GFRP游艇,次年就大量生產(chǎn)游艇、帆船等船艇。1956年美國(guó)建造了2艘不同結(jié)構(gòu)形式的小型掃雷艇,開(kāi)始了GFRP在掃雷艇中的應(yīng)用研究,美國(guó)迄今最大的CM艦船是于1991年建成的Osprey號(hào)。美國(guó)還造了許多GFRP游艇,最大的長(zhǎng)達(dá)44米。1966年美國(guó)開(kāi)始批量生產(chǎn)大型漁船,1979年就建造了390艘。2.英國(guó)英國(guó)它的造船工業(yè)是最早使用GFRP的部門(mén),1962年英國(guó)船舶登記局頒布了勞氏船級(jí)社關(guān)于6~36米長(zhǎng)GFRP船的技術(shù)規(guī)范.英國(guó)不僅是大型GFRP反水雷艦艇的先驅(qū)國(guó)家,它在CM高速艇的研制技術(shù)方面也屬世界一流水平,建造了不少軍用高速艇,它還研制了航速很高的輕型氣墊船和橫渡英吉利海峽的HM—2型氣墊渡船。3.意大利意大利意大利的GFRP游艇工業(yè)不僅發(fā)展較早,而且技術(shù)非常先進(jìn)。它是歐洲創(chuàng)造35米以上大型豪華游艇的中心之一,除了采用玻璃纖維外,還使用芳綸纖維和碳纖維增強(qiáng),以提高游艇的性能.4.瑞典瑞典也很注重GFRP在船艇中的應(yīng)用?應(yīng)該指出的是,瑞典的夾層結(jié)構(gòu)CM技術(shù)堪稱(chēng)世界一流,80年代中期澳大利亞的2艘Bay級(jí)雙體獵雷艇就是引進(jìn)瑞典夾層結(jié)構(gòu)技術(shù)建成的。瑞典的夾層結(jié)構(gòu)技術(shù)還用于建造了不少高速軍用艇和巡邏艇,如TV171、TV172和CG27型海岸巡邏艇。值得一提的是,瑞典在1991年研制成世界第一艘CM隱形試驗(yàn)艇“斯邁杰"號(hào),該艇集先進(jìn)CM技術(shù)、夾層結(jié)構(gòu)技術(shù)、隱身技術(shù)及雙體氣墊技術(shù)于一體,實(shí)屬艦船中的高科技產(chǎn)品.5。日本日本的GFRP工業(yè)始于50年代,經(jīng)40多年的發(fā)展,其GFRP產(chǎn)量已躍居世界第2位。在船艇方面的CM主要用于漁船,僅海洋機(jī)動(dòng)漁船的用量就占76.3%。日本的高性能碳纖維的研制水平及生產(chǎn)能力均居世界前列,主要用于高性能船舶、賽艇及豪華游艇。日本的第一艘GFRP船建于1953年,60年代初GFRP游艇得到很大發(fā)展,成為美國(guó)游艇承包建造基地,為建造GFRP漁船和大型艇奠定了基礎(chǔ)。60年代末開(kāi)始大量生產(chǎn)16~18米高速作業(yè)船、裝載船、救生艇、漁業(yè)監(jiān)督船及高速客船。整個(gè)70年代是日本GFRP漁船大發(fā)展的時(shí)期,平均每年增加1.8萬(wàn)艘,且向大型化發(fā)展噸位達(dá)到99噸.至1993年GFRP漁船已有32.77萬(wàn)艘,占機(jī)動(dòng)漁船的84.5%.6。中國(guó)中國(guó)GFRP在中國(guó)浮現(xiàn)后不久,第一艘聚酯GFRP工作艇于1958年在上海誕生。次年,北京也研制出環(huán)氧GFRP汽艇。這2條艇分別從南方和北方拉開(kāi)了中國(guó)GFRP造船的序幕。經(jīng)過(guò)近40年的研制和開(kāi)辟,業(yè)已建造了大小不一的百余種型號(hào)GFRP船艇,其中最大的為總長(zhǎng)近39米的掃雷艇;高速滑行艇的代表為982型邊防巡邏艇,已造了200多艘;漁船則以80年代中后期批量建造的總長(zhǎng)近20米的海洋漁船為代表,其多數(shù)被派往南太平洋進(jìn)行遠(yuǎn)洋捕撈作業(yè);典型的游艇為52英尺(16米)豪華游艇;自1992年中國(guó)在蛇口召開(kāi)第二屆國(guó)際高性能船舶會(huì)議以來(lái),廣東地區(qū)掀起研制CM高速客船的熱潮,先后研制了40~100客位單體高速船,1995年還建成160客和225客高速雙體氣墊船,并與法國(guó)合作開(kāi)辟了雙體機(jī)動(dòng)帆艇,最近正在研制航速高達(dá)80公里/小時(shí)的CM水翼艇.據(jù)不徹底統(tǒng)計(jì),中國(guó)(不包括臺(tái)灣省) GFRP的年產(chǎn)量約為23.5萬(wàn)噸,已形成數(shù)百家GFRP造船廠(chǎng)和制品廠(chǎng), GFRP船艇的年生產(chǎn)能力約為7000~8000艘。值得注意的是,在這眾多的GFRP船舶中,近年來(lái)已出現(xiàn)一批或者正在開(kāi)辟幾型尺度較大、技術(shù)要求較高的高性能船舶。特殊是國(guó)家科委決定將《大型GFRP漁船的研制及產(chǎn)業(yè)化》項(xiàng)目列入國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃,這將有力地推動(dòng)中國(guó)船舶中數(shù)量最多的漁船之GFRP化的進(jìn)程,從而將促進(jìn) GFRP/CM工業(yè)和GFRP造船業(yè)的發(fā)展。中國(guó)臺(tái)灣省的GFRP造船業(yè)始于60年代中,1966年年用量?jī)H360噸,1988年以來(lái)平均增長(zhǎng)率為10.9%,到1988年GFRP年用量已超過(guò)40000噸。臺(tái)灣的船用樹(shù)脂和玻璃纖維已有多家廠(chǎng)商獲得英國(guó)勞氏船級(jí)社的證書(shū).自1965年從國(guó)外引進(jìn)GFRP造船技術(shù),使游艇生產(chǎn)走向?qū)I(yè)化和現(xiàn)代化。經(jīng)過(guò)10年努力,至1975年GFRP游艇已成為重要的出口產(chǎn)品。臺(tái)灣早在1968年就開(kāi)始試制漁船,初期主要生產(chǎn)2噸以下的小型漁船和GFRP包覆木質(zhì)漁船,以后逐漸建造較大的漁船。總之,臺(tái)灣省的GFRP游艇和漁船都比大陸的起步早,發(fā)展快,特殊是游艇的質(zhì)量和數(shù)量上尤其突出。5復(fù)合材料艇體耐用性分析目前大多數(shù)現(xiàn)成游艇都是用聚酯樹(shù)脂作粘接劑,用玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合結(jié)構(gòu)。這種艇使用期長(zhǎng),不易磨損,價(jià)格相對(duì)而言并不貴,而且維修簡(jiǎn)單.通常這種現(xiàn)成的艇采用手糊法成型,按大小不同,厚度從3/16英寸到1/2英寸不等。形狀也是多種多樣的,有泡沫塑料夾芯結(jié)構(gòu),輕木夾芯的,聚氧乙烯夾芯的和木芯的雙層殼艇體.小些的艇體其夾芯部份就有足夠的浮力,支撐著游艇而不會(huì)沉入海底。但是在較大的艇上就不行了。夾芯減少了實(shí)心玻璃纖維艇體所具有的共振傳聲特性,使較薄的艇殼增加了硬度,并有可能減輕分量。由于這種結(jié)構(gòu)需要大量的人工,因此有夾芯結(jié)構(gòu)的艇體要比普通的實(shí)心玻璃纖維艇體的成本高一些.徑斷面上的輕木夾芯可以和玻璃鋼一起用于堅(jiān)挺的甲板、艙頂?shù)却竺娣e平整的地方。還有一種

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