國際艦船復合材料應用需求、范圍及研發方向
澳大利亞國防科學與技術機構(DSTO)所屬的航空與海洋研究實驗室曾發表過一篇很有意義的綜述性論文,較為全面地闡述了西方艦船復合材料結構物的應用需求、范圍以及其研發方向,并較為系統地給出了潛艇復合材料結構物的應用現狀與發展規劃(見圖1)。
由圖可見,復合材料的應用范圍極為廣泛,應用對象并不限于潛艇的非耐壓殼體、附體結構、裝置及其附屬設備,甚至已逐漸擴展到主承載的各型裝置結構物,例如軸系、螺旋槳、設備基座等。

此外,德國潛艇技術的發展歷程也是潛艇復合材料結構物工程應用的經典案例。目前,潛艇復合材料結構技術的發展特點在德國潛艇結構設計中得到了充分體現。由圖2所示德國潛艇復合材料結構從上世紀60 年代至目前的發展歷程??梢姡瑵撏秃喜牧辖Y構的應用至少具有以下3 個基本特點:
1) 應用范圍逐步擴大。上世紀60 年代,在209-1100 型潛艇上僅指揮室圍殼和上層建筑局部使用了復合材料可拆板和導流罩體;上世紀70 年代末,209 型潛艇指揮室圍殼的大部分和上層建筑全面應用了復合材料;21 世紀以后,212 型和214 型潛艇使用的復合材料延伸到了舵、翼等附體結構及舷側非耐壓殼體結構,基本實現了舷外非耐壓結構的全覆蓋。
2) 結構形式不斷發展,呈現多樣性。早期的復合材料結構形式主要為單殼加筋板架結構,209型潛艇則是單殼加筋和夾層結構的混合應用,以色列海軍設計建造的“海豚”級潛艇以后全面采用夾層結構方案。
3) 材料體系不斷更新完善,功能性設計特征逐漸顯現。主要表現為GRP 向CFRP 體系的轉變。CFRP 結構相比GRP 結構重量更輕,剛度特性更優。
根據文獻,在全面應用PVC 泡沫夾層上層建筑和指揮室圍殼等結構后,德國海軍認為潛艇應用復合材料結構對于提高總體設計的裕度和靈活性極為有利。因此,近10 多年來,德國海軍開始轉向研制復合材料的高壓氣瓶、螺旋槳等關鍵裝置。目前,發展路線已非常清晰,工程應用也比較成功。
除上述2 個經典案例外,有關西方海軍強國潛艇復合材料結構物的系統應用鮮有報道,公開資料也較為缺乏。然而,典型的應用案例卻并不少見,主要包括:復合材料耐壓殼、操縱控制面(舵和翼)、集成式升降裝置、艙內結構及裝置系統、深海潛器等。
早期艦船復合材料結構應用的主要目的是解決船體結構腐蝕和獵/掃雷艦艇的低磁化問題,然而隨著新材料的不斷涌現及其結構功能性的不斷發掘(例如,阻尼約束夾層、輕質高剛度泡沫夾層、高透聲玻璃鋼和超材料夾層等) ,以減輕結構重量為目的的隔聲型復合材料輕外殼、綜合集成桅桿和復合材料機庫等技術得到了工程應用。
近年來,具有隱身功能要求的復合材料聲吶導流罩、舵翼、螺旋槳、泵噴導管、煙囪和管路系統等,也逐漸進入先進艦船裝備序列。由此可見,艦船復合材料結構的應用需求早已超越傳統結構的范疇,而與總體性能、功能性和綜合保障性設計融為一體,且彼此密切相關。
在現代艦船復合材料結構應用工程中,“復合材料”一詞的內涵已不再局限于傳統意義上的玻璃鋼層合板,各種高性能纖維(例如,碳纖維、芳綸纖維、高強聚乙烯纖維等)和樹脂(例如,改性環氧、酚醛等各種適用于海洋環境的低成本樹脂體系)不斷涌現。
造船業接單量連續三年第二,七年,規模宏大、前途廣闊的市場有著更高的復合材料與產品需求;造船業的復合材料應用處于起步階段,復合材料產品供不應求,更多的前沿科技成果亟待產業化。為了全面貫徹落實十四五規劃,推動船舶與海洋工程復合材料產業鏈優化升級,學習交流國內外船舶與海洋工程復合材料及制品的先進技術、前沿工藝與市場趨勢,船舶工業行業協會船艇分會與復材網共同主辦“2021船舶與海洋工程復合材料應用高峰論壇 暨工廠現場演示培訓會”邀請船舶與海洋工程領域的專家學者深度探討交流,重點學習交流該領域復合材料技術現狀、應用現狀與市場發展趨勢。
本次論壇主題是"船舶與海洋工程輕量化"。論壇將由船舶工業行業協會船艇分會秘書長做行業報告,并邀請知名船企技術專家、科研院所專家學者做專業報告,使與會代表客觀深入了解該領域復合材料應用現狀,講技術,談應用,析市場,構建一個“材料—制品—裝備—終端市場”無縫對接的全產業鏈優化平臺。論壇還計劃展示國內科研院校的部分復合材料制品科研成果,搭建起研產對接平臺,有利于企業頂層設計及調整規劃,在國內大循環市場競爭中占據優勢。
同時,論壇期間還將安排參觀江龍船舶、太陽鳥游艇兩家船企,現場學習復合材料制品的生產過程。誠邀國內外復合材料領域專家、學者、企業家和行業同仁蒞臨大會,共謀復材新未來。
主辦單位
船舶工業行業協會船艇分會
復合材料信息網
協辦單位
征集中
大會議題
玻纖復合材料在船舶與海洋工程領域應用現狀與趨勢
碳纖維復合材料在船舶與海洋工程中應用現狀與機遇
船舶與海洋工程復合材料大型結構制品成型工藝技術
船舶與海洋工程復合材料制品創新設計與產業化研究
船舶與海洋工程復合材料制品科研成果展示對接
船舶與海洋工程復合材料原材料(樹脂、纖維)技術
船舶與海洋工程復合材料市場分析與趨勢
先進復合材料在船舶與海洋工程領域的發展趨勢
時間
時間:2021年11月24日-26日
相關事項
1.會務費標準
復材網會員:3000元/人,非會員3800/人
包含會議門票、會議資料、餐飲、住宿統一安排,費用自理。
2.會務費請按要求提前匯入指定賬戶,會務組統一開具發票,開票資料請發郵箱 :frp@cnfrp.com
報名方式
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