标准化预制多功能层合板

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[size=2][font=宋体]复合材料[/font][/size][size=2](Composite materials)[/size][size=2][font=宋体]，是由两种或两种以上不同组分材料组成的材料，各组份材料基本上仍保持其固有的物理和化学性能，彼此间有明显的界面，在宏观上组成具有新性能的材料。在复合材料中，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。两相之间存在着相界面。按基体材料可分成金属基、聚合物基复合材料和无机非金属基复合材料三种；按增强纤维种类分主要有玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料、有机纤维复合材料、金属纤维和陶瓷纤维几种。虽然复合材料的组分材料保持着其相对的独立性，但其性能却不是组分材料性能的简单相加，而是相互[/font][/size][size=2]“[/size][size=2][font=宋体]取长补短[/font][/size][size=2]”[/size][size=2][font=宋体]，有着协同作用，极大的弥补了单一材料的缺点。在一定程度上讲，它综合了各种材料如纤维，树脂，橡胶，金属，陶瓷等的优点。其具有比强度、比模量大；耐疲劳性能好；减震性好；过载时安全性好；有较好的加工工艺性，对复杂曲面能够一次成型，能够大幅减少零部件，具有较好的优势；耐化学腐蚀和耐候性好等特点，被誉为是面向未来的新兴材料。[/font][/size][size=2][/size]
[size=2][font=宋体]层合板是[/font][/size][size=2][font=宋体]由两层或多层简单层板粘合在一起作为一个整体的结构单元。[/font][/size][size=2][font=宋体]各单层的材料主方向的布置使结构元件能承受几个方向的载荷。其中单层板是层合板或层合结构分层的基本单元。层合板各单层的材料、厚度和弹性主方向等可以互不相同。适当地改变这些参数，就可以设计出最有效地承受特定外载的结构元件，这是复合材料层合板突出的优点之一。[/font][/size][b][size=2][font=宋体][/font][/size][/b]
[size=2][font=宋体]复合材料的一个重要优点就是可设计性。可设计性是指通过选择增强材料与基体材料的种类及其不同配比、增强材料的铺设形式等从而获得在需要方向上的更好的性能增强，而这一点是普通金属材料所不可比拟的。由于复合材料所表现优异的性能，在航空航天等高精尖领域迅速获得长足的发展，但是在普通领域里所占的比重依然较小，究其原因主要有：[/font][/size][size=2][/size]
[size=2][font=宋体]虽然复合材料的理论已获得了长足的发展，而且可设计性所表现出的巨大优势，对于创造新型复合材料方面起着巨大作用，但这一点却影响其的广泛应用，因为每次使用新的树脂和纤维或者改变已有材料的配比、工艺时，会直接影响到其性能的变化，都需要重新测试复合材料部件的性能表现。其次复合材料的制造成本偏高，导致复合材料在性价比上还无法具有与传统钢材相当的优势。第三是较差的可修复性，这是因为复合材料是无定形的或异构材料，它的某些特定性能，如强度和刚度，是统一在一个或两个方向的。这点与金属是不同的，因为金属是可以延展的，而且是同质的。因此，当复合材料部件出现故障后，必须整个换掉，而不能使用补丁。第四由于目前复合材料的成型工艺，尤其是非金属基的复合材料基本上局限于一次成型，因而受到制造工艺的制约，难以制造大型结构物，在诸如船舶、大型建筑等领域受到严重影响。[/font][/size][size=2][/size]
[size=2][font=宋体]标准化预制多功能层合板是按照一定标准预制的复合材料标准件。它包括拼接件、结构件和功能件三部分。结构件是按照不同要求预制好的具有特定的力学特征的用于结构应力的一系列组件；拼接件是用于将预制好的结构件、功能件快速拼接在一起，并保证其所具有的结构力学和增强性能特征；功能件是可选的用于提供附加功能的系列组件，比如减震、隔音、阻燃、绝热、透波或吸波等不同的功能需求。采用标准化形式，可以为不同的应用场合提供相应的选择空间，而且当某一块损坏时，只需更换该块即可，无需对整体进行更换；采用工厂化生产能有效降低生产成本，提高性价比；采用拼接件，不仅可以提供现场的快速安装，也可以进一步实现工厂化组装为大型的独立结构组件，实现现场的整体吊装；采用独立的功能件，不仅能提供指定的功能需求，减少不必要的功能附加，从而降低整体投资，还可以根据要求提供后期功能变更配置，而无需改变已有的结构。[/font][/size][size=2][/size]
[size=2][font=宋体]在目前的船舶制造领域里，[/font][/size][size=2][font=宋体]复合材料比金属和其他传统材料，如木材、钢或铝等金属相比，复合材料其比强度高、比模量大，可以将部件的总重量减少30～40%，此外还通过部件整合，消除了紧固件，从而进一步降低重量。重量的整体减少带来了一连串的二次优势，如更低的运营成本、更少的温室气体排放和更高的燃油效率。复合材料也为船艇建造师提供了更大的设计自由度，不仅仅是有可能制造出形状复杂的部件，更重要的是可以根据应力选择相应的增强板材，还可以采用具有特定的应力结构整体舱室构件，不仅可以保证分散降低主结构的应力的同时，提供整体舱室舾装，甚至是部分舱室独立更换。此外，复合材料由于其自身具有耐腐蚀性和耐久性的特点，基本无需考虑防腐要求，因此如果将其与有竞争力的材料相比，复合材料部件的寿命周期成本明显更低，因为它的维护成本更低。同样，在大型建筑或超高层建筑领域，其质轻，高强，多种功能可调，可进行预制后安装等特性同样具有优势。[/font][/size][size=2][font=宋体]总之，采用标准化预制的可快速拼接的复合材料板材，不仅在保证其自身的优良性能下，改进了加工成型工艺，提供了更多的功能选择性，减少复合材料可修复性的不足之处，提高其性价比，不仅拓宽了船舶建造材料选择，提供了更灵活的设计选择和更大的安装可调性，满足了模块化设计和安装的需求，势必在未来的船舶领域的应用。[/font][/size]