广东博皓公司 发表于 2020-12-10 14:51:44

复合材料船舶研究最新进展情况及行业未来发展趋势

1.复合材料船舶研究最新进展情况
日前,欧盟“地平线2020”计划资助的“可持续与高效船舶先进材料解决方案实现与示范”(Realisation and Demonstration of Advanced Material Solutions for Sustainable and Efficient Ships, RAMSSES)项目达到关键里程碑,成功制造出全尺寸复合材料船舶的船体分段,并且具备6米高复合材料灌注厚壁层压板制造能力。未来将进行船体分段测试,预计复合材料船体较钢制船体减重40%,显著降低燃料消耗与碳排放。

RAMSSES项目旨在通过复合材料设计与制造技术的放大以制造85米长复合材料船舶,验证船舶复合材料结构的生产工艺,重点关注防火、抗冲击、结构稳定性、经济性等关键性能指标,最终验证大型复合材料船舶作为可持续运输解决方案的可行性。项目参与者包括达门斯海尔德海军造船厂、达门霍林赫姆船厂、Airborne UK、赢创、法国船级社等机构。除了验证复合材料船舶结构解决方案,项目还将验证创新轻量化部件/模块、海事装备、高性能钢承载结构的船舶的应用。(来源:材料开发与应用)
2.复合材料船舶行业未来发展趋势
具体来说,船舶用复合材料主要是玻璃纤维、碳纤维等纤维及其纤维制品增强的树脂基复合材料。复合材料以其独特的高性能,在国外很受造船界的重视,经过多年的开发应用,已成为一种重要的船用材料。
而更为先进的碳纤维复合材料,重量更轻(密度为刚才的1/5),强度更高,刚度的设计范围更大,碳纤维复合材料一方面应用在海军舰艇上;另一方面则主要应用于螺旋桨、推进器和推进轴系上,可以有效减轻船体的振动和噪声,通过船体重量的减轻,加快航行速度。

从小型快艇开始,复合材料在船舶上的应用大概经历三个阶段。第一阶段,主要在扫雷艇等小型船舶上使用,性能要求低,可整体成型。第二阶段,在大、中型船舶上得到部分使用,但使用理念仍局限于传统的船体设计,复合材料在船上只是起到减轻质量、提高部件耐腐蚀能力等辅助作用。第三阶段,船舶在设计之初充分考虑使用中所面临的多种复杂情况,使用复合材料作为主船体材料,实现其他材料无法实现或难以实现的功效。目前,船用复合材料已经突破了第二阶段,向第三阶段发展。
未来,随着高性能纤维与基体迅速发展,复合材料船艇将功能更好、造价更低。小型船艇仍是整个船用复合材料需求增长的主要推动力。但随着复合材料设计、制备成本的降低,以及力学性能提高,复合材料更多的在大型舰船,如猎雷艇和轻型护卫舰上得到应用。随着技术的发展,复合材料船舶的长度呈稳定的增加趋势,现在已有80~90 m 长的全复合材料海军舰船。去年,欧盟也已经开展一项研究计划,旨在探索在大型船舶的建造中使用玻璃钢复合材料来取代钢材。
随着成本的降低以及技术的发展,高性能碳纤维也在不断拓展空间。近几年国外的新型舰艇中就大量使用到了碳纤维复合材料,比如美国的短剑号隐身快艇,是美国使用碳纤维合成材料一次成型制造的最大船体。随着科学的发展和技术的进步,CFRP在海军舰艇上的应用必将日益成熟,并将慢慢地应用于其他船舶。(来源:搜狐网)

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