第一篇：玻璃鋼材料在船舶制造中的應(yīng)用

船舶動(dòng)力裝置認(rèn)知實(shí)習(xí)論文

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玻璃鋼材料在船舶制造中的應(yīng)用

玻璃鋼學(xué)名玻璃纖維增強(qiáng)塑料，俗稱FRP，即纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料。根據(jù)采用的纖維不同分為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料（GFRP），碳纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料（CFRP），硼纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料等。它是以玻璃纖維及其制品（玻璃布、帶、氈、紗等）作為增強(qiáng)材料，以合成樹脂作基體材料的一種復(fù)合材料。

玻璃鋼是一種常見的環(huán)保設(shè)備制作材料。它的全稱是玻璃纖維復(fù)合樹脂。它具有很多新型材料所沒有的優(yōu)點(diǎn)。玻璃鋼是將環(huán)保樹脂與玻璃纖維絲經(jīng)過加工工藝揉合在一起。在樹脂固化了以后，性能開始固定而且不可回溯到固化前的狀態(tài)。嚴(yán)格來講，它種樹脂是環(huán)氧樹脂的一種。經(jīng)過多年的化工方面的改良，在添加適當(dāng)?shù)墓袒瘎┖?，它?huì)在一定時(shí)間內(nèi)固化。固化以后的樹脂沒有毒性析出，同時(shí)開始具備一些十分適合環(huán)保行業(yè)的特性。

玻璃鋼是一種新型的造船材料，是近代材料革命的一重要組成部分。玻璃鋼應(yīng)用到造船業(yè)中的時(shí)間不長(zhǎng)，但已突顯出其強(qiáng)大的生命力和廣闊的發(fā)展前景。

玻璃鋼艦艇的特點(diǎn)是質(zhì)輕、高強(qiáng)，對(duì)減輕重量有較大潛力，適用于限制重量的高性能船舶和賽艇等；耐腐蝕，抗水生物附著，比傳統(tǒng)的造船材料更適合使用；無磁性，因而是掃雷艇，獵雷艇最佳的結(jié)構(gòu)功能材料；介電性和微波穿透性好，適宜于軍艦艇；能吸收高能量，沖擊韌性好，船舶不易因碰撞，擠壓而損壞；熱導(dǎo)率低，隔熱性好，適合建造耐火救生艇、漁船和冷藏船等；船體表面能達(dá)到鏡面光滑，并且可具有各種色彩，特別適于建造外形美觀的各類游艇；可設(shè)計(jì)性好，能按船舶結(jié)構(gòu)各部件的不同要求，通過選材、鋪層研究和結(jié)構(gòu)造型來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)；整體性好，船體無接縫和縫隙，可防滲漏；成型簡(jiǎn)便，比鋼質(zhì)、木質(zhì)省工，且批量生產(chǎn)特別好，降低造價(jià)的潛力很大；維修保養(yǎng)方便，維修費(fèi)比其他材質(zhì)的船艇少得多，全壽命期的經(jīng)濟(jì)性能好。由于玻璃鋼具有傳統(tǒng)造船材料無法比擬的上述綜合性能，故備受造船界的重視，經(jīng)多年的開發(fā)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)造船業(yè)中用量比鋼材少。

中國的玻璃鋼/復(fù)合材料船艇工業(yè)始于1958年，歷經(jīng)近50年的發(fā)展，就其船體材料、設(shè)計(jì)和制造技 術(shù)發(fā)展的歷史沿革和技術(shù)狀況，可分為以下三個(gè)階段：初創(chuàng)階段（1958年～改革開放前）、鞏固階段（改革開放后～20世紀(jì)末）和發(fā)展階段2000年起至今）前兩個(gè)階段中，船體材料、設(shè)計(jì)計(jì)算和制造工藝等方面，技術(shù)進(jìn)展不明顯，表現(xiàn)為：

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1.材料方面：四十年來一直采用由E玻纖（甚至中堿玻纖）紡織而成的傳統(tǒng)的無捻粗紗方格布和短切氈及性能一般的不飽和聚酯樹脂作為船體原料；

2.設(shè)計(jì)方面：基本上是沿用金屬船舶的設(shè)計(jì)理念，其船體結(jié)構(gòu)絕大多采用常規(guī)的實(shí)板加筋結(jié)構(gòu)形式；

3.制造方面：幾乎所有船廠均采用傳統(tǒng)落后的手糊成型工藝方式，或輔以噴射成型工藝，僅個(gè)別船廠曾局部采用過真空袋壓成型技術(shù)；

在這兩個(gè)階段中，從事玻璃鋼/復(fù)合材料船艇制造的船廠屬于原中國船舶工業(yè)總公司的只有幾家，絕大多數(shù)均為地方上的中小型船廠以及90年代后到大陸設(shè)廠的臺(tái)資企業(yè)。曾經(jīng)提出過以玻璃鋼漁船為突破口來推進(jìn)復(fù)合材料在我國船艇工業(yè)中的發(fā)展，但都收效甚微。第三階段的前幾年中，國內(nèi)有些大的集團(tuán)公司和歐美澳等外資公司已紛紛涉足我國的游艇行業(yè)，因而國內(nèi)復(fù)合材料造船技術(shù)發(fā)展的步伐已明顯加快。特別是2006年，以太陽鳥船艇制造有限公司等為代表的國內(nèi)復(fù)合材料船艇制造商已經(jīng)在采用先進(jìn)的材料、設(shè)計(jì)和制造工藝技術(shù)方面邁出了可喜的一大步。如珠海太陽鳥游艇制造有限公司的62英尺機(jī)動(dòng)游艇，采用多軸向縫（經(jīng)）編織物、PVC泡沫夾層結(jié)構(gòu)和真空輔助成型工藝成功制造了該艇的船體；再加佛山市寶達(dá)船舶工程有限公司的13.6米海關(guān)超高速摩托艇，采用了含有芳綸纖維的混雜增強(qiáng)材料與乙烯基樹脂復(fù)合，同樣也用真空輔助成型工藝來制造艇體。第三階段前期國內(nèi)復(fù)合材料造船技術(shù)的進(jìn)展表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.打破了國內(nèi)船艇一直沿用的普通方格布作為增強(qiáng)材料和聚酯樹脂作為基體的局面，開始采用先進(jìn)的多軸向縫編織物和乙烯基等高性能樹脂，大大提高了艇體的性能；

2.結(jié)束了單一的實(shí)板加筋結(jié)構(gòu)這種傳統(tǒng)艇體設(shè)計(jì)模式，開始進(jìn)行夾層結(jié)構(gòu)、硬殼式結(jié)構(gòu)和波形結(jié) 構(gòu)等各種艇體結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)和建造實(shí)踐；

3.打破了長(zhǎng)期采用陳舊的手糊成型工藝之落后局面，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料真空輔助成型工藝在船體制造中的突破。

值得提出的是，國務(wù)院不久前審議通過的《船舶工業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中提出，為適應(yīng)國內(nèi)旅游、休閑等行業(yè)的發(fā)展，要大力開發(fā)個(gè)性化游艇等產(chǎn)品。為此，中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司與上海奉賢區(qū)人民政府最近在北京簽訂了合作開發(fā)建設(shè)上海中船游艇制造基地的框架協(xié)議，擬將該基地建成中國最大的游艇制造基地。這不僅將進(jìn)一步激活上海及長(zhǎng)三角地區(qū)的游艇技術(shù)，還將有力地推動(dòng)中國復(fù)合材料船艇工業(yè)技術(shù)的脫胎換骨，在更高的層次和水平上參與國際競(jìng)爭(zhēng)，從而實(shí)現(xiàn)中國船艇工業(yè)新的突破。推廣玻璃鋼漁業(yè)船舶玻璃鋼自誕生以來，已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，特別是它特有的性能以及其它造船材料無法比擬的優(yōu)越性，已成為世界發(fā)達(dá)國家用于建造中小型漁業(yè)船舶和游艇的首選材料。

我國雖然在上世紀(jì)60年代已開始用于小型船艇的建造，但在漁業(yè)船舶的建造中使用玻璃鋼材料始終未形成規(guī)模?！傲濉?、“七五”期間也曾對(duì)玻璃鋼造船加大了研制開發(fā)力度，由于缺乏政策扶持、宣傳力度不夠、社會(huì)購買力差等因素，—直未能得到漁

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民的首懇。最早研制玻璃鋼漁船的生產(chǎn)廠相繼轉(zhuǎn)產(chǎn)游艇及其它玻璃鋼制品，玻璃鋼漁船發(fā)展至上世紀(jì)90年代初，在漁船總量中的占有率尚不足萬分之一。而在發(fā)達(dá)國家玻璃鋼漁船的占有率已達(dá)90%以上。為改變這一現(xiàn)狀，1994年農(nóng)業(yè)部、科技部將玻璃鋼漁船的建造及產(chǎn)業(yè)化列為“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目，并出臺(tái)了優(yōu)先發(fā)放捕撈許可證，三年減半收取資源費(fèi)，減半收取船檢費(fèi)，減半收取保險(xiǎn)費(fèi)，優(yōu)先貸款五項(xiàng)優(yōu)惠政策。

玻璃鋼漁船之所以能在漁船中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，是因?yàn)椴Ａт撨@種材料具有鋼材、木材無法比擬的優(yōu)越性。玻璃鋼是一種復(fù)合材料，上世紀(jì)40年代誕生于美國，開始主要用于軍事和航空，50年代逐漸轉(zhuǎn)為民用。我國玻璃鋼船艇從60年代開始發(fā)展，至今已近40年。目前已基本占領(lǐng)了小型船艇市場(chǎng)，并以輕質(zhì)高強(qiáng)、造型美觀、色彩多樣而受到經(jīng)營單位和乘客的歡迎。但長(zhǎng)期以來，玻璃鋼船艇的維護(hù)保養(yǎng)工作未能受到應(yīng)有的重視。生產(chǎn)單位大都未在產(chǎn)品說明書及用戶須知等資料中介紹維護(hù)保養(yǎng)常識(shí)，很多用戶單位對(duì)玻璃鋼材質(zhì)、性能等缺乏了解，不少人盲目認(rèn)為玻璃鋼強(qiáng)度高、不會(huì)銹蝕，又有膠衣層保護(hù)，無需保養(yǎng)。這就造成了很多玻璃鋼船艇由于缺乏維護(hù)保養(yǎng)而過早失去風(fēng)采，縮短了使用壽命。玻璃鋼是以合成樹脂為基體，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料復(fù)合而成的。它具有與鋼相近的強(qiáng)度，有耐水、耐腐蝕的優(yōu)越性能，表面光潔如鏡的美觀外表，可整體成型的特點(diǎn)；但它也存在一些不足，如剛度較小、耐磨性較差等。特別是影響質(zhì)量的因素較多（如原材料優(yōu)劣、作業(yè)人員技術(shù)素質(zhì)、生產(chǎn)條件及環(huán)境因素等等），這就使同類產(chǎn)品質(zhì)量上的差異會(huì)很大。與鋼質(zhì)、木質(zhì)船相比，玻璃鋼船具有較少維修的特點(diǎn)，這是玻璃鋼本身的優(yōu)越性能所決定的。但玻璃鋼與所有材料一樣，也存在著老化問題，只是老化進(jìn)程較緩而已。即使在船艇表面施加了膠衣樹脂形成了保護(hù)層，但由于厚度僅0.3-0.5毫米，在經(jīng)常磨擦和環(huán)境侵蝕下也會(huì)損傷和減薄。所以，玻璃鋼較少維護(hù)并非不需維護(hù)，適當(dāng)?shù)木S護(hù)不僅可以保持漂亮的外觀，還可延長(zhǎng)玻璃鋼船艇的壽命。

在世界范圍內(nèi)，玻璃鋼（FRP）漁船從20世紀(jì)60年代初開發(fā)以來，迄今已有50多年的歷史。由于玻璃鋼漁船具有快速性好、操縱性優(yōu)、載重量大、省燃料、易維修保養(yǎng)、利于環(huán)境和資源保護(hù)等優(yōu)良的綜合性能，獲得了迅速的發(fā)展。截止20世紀(jì)末，美、英、法、日、韓等發(fā)達(dá)國家，中小型木質(zhì)和鋼制漁船基本被淘汰，玻璃鋼漁船市場(chǎng)占有率占90%以上；我國臺(tái)灣的玻璃鋼漁船發(fā)展也相當(dāng)迅速。我國大陸從20世紀(jì)70年代開始建造玻璃鋼漁船，起步并不算晚，但其發(fā)展速度與發(fā)達(dá)國家相比差距甚大。目前我國擁有漁船約104萬艘，木質(zhì)漁船占約84%，玻璃鋼漁船約占2%。玻璃鋼漁船的發(fā)展與我國國民經(jīng)濟(jì)迅速崛起極不相稱。一些國家和地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)值得我們學(xué)習(xí)與借鑒。

我國大多數(shù)漁民仍在使用落后的木質(zhì)漁船作為捕撈生產(chǎn)工具，這與國民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展不相適應(yīng)。更為讓人憂慮的是，我國木質(zhì)漁船大都老舊不堪，存在耗能高、污染水域環(huán)境嚴(yán)重；使用壽命短，維修費(fèi)用高；安全生產(chǎn)條件差，事故隱患多等諸多問題。這既不符合我國發(fā)展低碳、可循環(huán)的集約型經(jīng)濟(jì)的要求，也影響我國漁業(yè)生產(chǎn)的效率和安全。在這種情況下，推廣應(yīng)用玻璃鋼漁船，提高漁業(yè)裝備水平已然

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勢(shì)在必行。中小型漁船玻璃鋼化是我國漁船未來發(fā)展方向。玻璃鋼具有質(zhì)輕高強(qiáng)、耐腐蝕、抗老化可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特性玻璃鋼漁船正是充分利用了玻璃鋼材料的特性，使其在船舶性能和經(jīng)濟(jì)性方面有了優(yōu)于鋼質(zhì)和木質(zhì)漁船的特點(diǎn)。

在船舶性能方面，玻璃鋼漁船船體為一次成型，船體表面光滑，阻力小，與同功率同尺寸鋼質(zhì)漁船相比，航速可提高0.5-1節(jié)左右。玻璃鋼比重是鋼材的1/4，玻璃鋼船壓載重心低，在風(fēng)浪中起浮性好，回復(fù)能力強(qiáng)，抗風(fēng)能力強(qiáng)。

在經(jīng)濟(jì)性方面，玻璃鋼漁船節(jié)能效果好。玻璃鋼具有良好的隔熱性，導(dǎo)熱系數(shù)只有鋼質(zhì)的百分之一。玻璃鋼漁船航速較快，可縮短航行時(shí)間，提高出海率，增加捕魚航次，達(dá)到節(jié)油的目的。

玻璃鋼漁船使用壽命較長(zhǎng)。鋼質(zhì)漁船易銹蝕，使用年限一般在10-15年，還得每年維護(hù)保養(yǎng)、去銹涂漆，維修費(fèi)用高。玻璃鋼漁船具有良好的耐腐蝕性，船體永不銹蝕，理論上使用壽命可達(dá)50年之久，而且無需像鋼質(zhì)船每年進(jìn)行維護(hù)。年均維修費(fèi)用只有鋼質(zhì)船的十分之一。

玻璃鋼漁船具有節(jié)能、使用壽命長(zhǎng)、維修費(fèi)用低等特點(diǎn)，雖然一次性投資高于鋼質(zhì)船，但其中長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益仍高于鋼質(zhì)漁船。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有機(jī)動(dòng)和非機(jī)動(dòng)木質(zhì)漁船90多萬艘，這些木質(zhì)漁船用料混雜，技術(shù)性能差，主機(jī)耗油大，年維修費(fèi)用高，而且大量消耗木材，而我國森林資源貧乏，供需矛盾突出。上世紀(jì)90年代全國用以建造和維修船只的木材，每年達(dá)200萬立方米，如果20年內(nèi)將90多萬艘木質(zhì)漁船更新為玻璃鋼漁船，可節(jié)約木材930萬立方米(平均每艘用料10立方米)。據(jù)1999年統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有不同尺度鋼質(zhì)漁船5萬艘，每?jī)赡耆ヤP一次，以每艘船產(chǎn)生污染物250公斤計(jì)算，平均每年向海洋傾倒6250噸污銹，嚴(yán)重地破壞了海洋生態(tài)環(huán)境。玻璃鋼漁船則無需去銹和耗用大量木材，這樣對(duì)保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境和森林資源起到積極的作用，具有良好的社會(huì)效益。

近年來玻璃鋼船的制造量越來越多，尚供不應(yīng)求，說明了玻璃鋼船很有發(fā)展前途。為進(jìn)一步開拓玻璃鋼造船的廣闊天地，如下幾個(gè)方面尚需研究提高。

(1)玻璃鋼的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)工作目前還處于初步研究階段。雖然對(duì)玻璃鋼材料是實(shí)驗(yàn)和各種板架結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)，以及玻璃鋼的典型分段實(shí)驗(yàn)等都做了工作，但是缺少系列化的實(shí)驗(yàn)。因此，尚無法為玻璃鋼船的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供完整的資料，使設(shè)計(jì)的可靠性和正確性達(dá)到高度水平。

（2）手糊低壓接觸成型法是目前制造玻璃鋼船采用的主要方法，雖然有不少優(yōu)點(diǎn)，但是勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)保護(hù)不易解決。因此，提高玻璃鋼成型的機(jī)械化，是發(fā)展應(yīng)用玻璃鋼造船的重要課題。

（3）玻璃鋼造船也必須實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。這是提高機(jī)械化程度，實(shí)現(xiàn)高速度、高質(zhì)量的手段。例如大批量生產(chǎn)的玻璃鋼救生艇，經(jīng)過大量調(diào)查和辛勤的工作，編訂了部標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了線性一致，減少了大量模具，并使生產(chǎn)設(shè)備和備件可以通用、船舶動(dòng)力裝置認(rèn)知實(shí)習(xí)論文

互換。

（4）玻璃鋼的原材料還需要進(jìn)一步創(chuàng)新。比如為了克服玻璃鋼彈性模量低的缺點(diǎn)，需要研制高彈性模量的玻璃纖維；為了減緩老化現(xiàn)象，需要研究新的化學(xué)穩(wěn)定劑；為降低成本，應(yīng)生產(chǎn)和使用厚的玻璃氈等新產(chǎn)品作加強(qiáng)材料。此外，在提高樹脂的耐燃性方面還有不少課題。

（5）玻璃鋼的質(zhì)量檢驗(yàn)方法也需要改進(jìn)。目前對(duì)玻璃鋼的厚度測(cè)量和內(nèi)部缺陷的檢查等還缺乏精確的方法。

目前，世界上2000多萬艘6-20米左右的游艇中，F(xiàn)RP游艇占了90%以上。玻璃鋼游艇國內(nèi)市場(chǎng)需求潛力巨大，國內(nèi)具有不斷升溫和擴(kuò)大的游艇消費(fèi)需求。我國經(jīng)濟(jì)多年持續(xù)高速增長(zhǎng)，居民生活水平大幅提高，千萬、億萬富翁已經(jīng)大量出現(xiàn)，旅游消費(fèi)不斷升溫，以及北京奧運(yùn)成功、上海世博成功、三峽大壩庫區(qū)建成、沿海發(fā)達(dá)城市逐步國際化等有利因素，極大地推動(dòng)了國內(nèi)景觀水系休閑旅游開發(fā)的熱潮，也使各類旅游休閑船艇和私家游艇市場(chǎng)蘊(yùn)涵著巨大的發(fā)展?jié)摿?。?jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國游艇俱樂部近5年來已由一二十個(gè)猛增到50多個(gè)，深圳、廣州、珠海、上海、浙江、大連、青島等地已有私家游艇1000多艘，國內(nèi)私家購買的最貴游艇高達(dá)9000多萬人民幣。這一切表明游艇經(jīng)濟(jì)在我國已見端倪并呈快速升溫之勢(shì)。

總之，由于玻璃鋼（FRP）具有許多傳統(tǒng)造船材料無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，故從問世以來倍受造船界的重視。現(xiàn)已成為世界中、小游艇和高速船艇制造的首選材料，且具有良好的發(fā)展前景。參考文獻(xiàn)

[1] 趙紅萍,王唯涌,姚琳.我國玻璃鋼漁船發(fā)展現(xiàn)狀、問題與對(duì)策[J].中國漁業(yè)經(jīng)濟(jì),2013,04:28-33.[2]金海祥.玻璃鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在造船上的應(yīng)用[J].造船技術(shù),1979,06:7-16 [3]姚樹鎮(zhèn).國內(nèi)玻璃鋼船艇與國外產(chǎn)品相比存在的差距[J].中外船舶科技.2008(02)[4]唐軍.玻璃鋼船艇的維護(hù)與保養(yǎng)[J].民營科技.2007(01)[5]李躍先,俞進(jìn)學(xué).對(duì)我國玻璃鋼船建造現(xiàn)狀的思索[J].交通科技.2002(02)

第二篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在船舶制造中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)在船舶制造中的應(yīng)用

曼恒數(shù)字為南通航運(yùn)職業(yè)學(xué)院建設(shè)了一套船舶建造仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，通過動(dòng)畫、聲音以及特有的三維模擬方式，為用戶營造一個(gè)真實(shí)的環(huán)境，把船舶建造的場(chǎng)景和工藝流程等逼真地呈現(xiàn)出來。

船舶工業(yè)是一項(xiàng)勞動(dòng)密集型、技術(shù)密集型和資金密集型的產(chǎn)業(yè)。船舶產(chǎn)品是一個(gè)巨大的復(fù)雜系統(tǒng)，而且大多是少量或單件生產(chǎn)的產(chǎn)品，每艘船舶都由數(shù)以千計(jì)甚至上萬件的零部件和中間產(chǎn)品。

怎樣將這些復(fù)雜的船舶建造過程通過形象而逼真的方式表現(xiàn)出來，讓學(xué)生能輕而易舉的掌握船舶知識(shí)，并印象深刻呢？

虛擬現(xiàn)實(shí)船舶建造仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)通過對(duì)船廠廠區(qū)及設(shè)施、船舶內(nèi)部結(jié)構(gòu)和布置、船體建造常規(guī)工藝流程進(jìn)行逼真的3D可視化虛擬展示。通過人機(jī)互動(dòng)形式，與虛擬環(huán)境中的船體模型進(jìn)行交互操作，完成鋼材預(yù)處理、鋼材切割、鋼材彎曲成型等。同時(shí)，該系統(tǒng)還提供了船體裝配功能，通過模擬真實(shí)的裝配方式，幫助學(xué)生了解船體裝配流程船體構(gòu)造。

該系統(tǒng)的建成，為虛擬教學(xué)和培訓(xùn)提供了重要的教學(xué)工具，虛擬環(huán)境使他們脫離了現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)中的風(fēng)險(xiǎn)和制約，并能從這種培訓(xùn)中獲得感性知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到提高培訓(xùn)對(duì)象各種技能和學(xué)習(xí)知識(shí)的目的。

第三篇：激光焊接在船舶制造中的應(yīng)用前景

激光焊接在船舶制造中的應(yīng)用前景

在20世紀(jì)90年代中期，激光作為一種重工業(yè)制造工具用于造船工業(yè)。大型艦船制造方法逐漸實(shí)現(xiàn)由鉚接到焊接的變革，焊接方法、工藝和設(shè)備也穩(wěn)步發(fā)展，從早先的氣焊、電弧焊，發(fā)展到激光焊。造船技術(shù)的不斷發(fā)展，帶動(dòng)了造船材料和設(shè)計(jì)的重大變化。圖1所示為造船工業(yè)中三明治夾層板的激光焊接。

圖1 造船工業(yè)中“三明治”板的激光焊接

早期日本的一些船廠就使用激光切割設(shè)備獲得了準(zhǔn)確的切割尺寸和良好的切割質(zhì)量，并從中受益。1992年，Vosper Thornycroft在歐洲船廠安裝了第一臺(tái)激光切割設(shè)備。90年代中、后期，歐洲船廠紛紛安裝了用于焊接和切割的成套設(shè)備。在美國，Bender 船廠是第一家使用高功率激光切割設(shè)備的船廠。1999年Bender 使用6KW的Tanaka LMX Ⅲ激光器，在制造成本和質(zhì)量上取得了巨大進(jìn)步。2001年，聯(lián)邦電動(dòng)船部在其移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室安裝了4KW的ESAB系統(tǒng)。激光切割設(shè)備在Bender的應(yīng)用，引起了對(duì)發(fā)展高效激光焊接技術(shù)的關(guān)注。下面幾個(gè)圖為激光制造技術(shù)與系統(tǒng)在歐洲幾個(gè)船廠的應(yīng)用實(shí)例。

圖2 Vosper Thornycroft船廠在歐洲最先使用激光切割設(shè)備

圖3 Meyer Werft船廠采用的船板焊接頭

圖4 Odense船廠采用的Triagon激光焊接頭

目前世界工業(yè)領(lǐng)域都向著低能耗、短流程方向發(fā)展，激光制造具有許多傳統(tǒng)制造方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，世界各國都加大了對(duì)發(fā)展制造業(yè)的重視程度。但與國外相比，我國激光技術(shù)達(dá)到應(yīng)用推廣的還是不多，還沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用。究其原因，首先在于激光制造系統(tǒng)的高成本、高投入；為了更廣泛的普及激光制造技術(shù)的應(yīng)用，彌補(bǔ)高投入的問題，需要在充分認(rèn)識(shí)影響激光制造技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵因素的基礎(chǔ)上，綜合考慮船舶本身需求、激光加工系統(tǒng)的投入等因素，控制成本，尋找最佳加工條件、提高加工效率的方法，最終形成我國新一代激光制造產(chǎn)業(yè)鏈。

現(xiàn)代激光制造作為通用的加工手段，其前沿領(lǐng)域之一是應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，激光制造應(yīng)用技術(shù)提出并解決新的問題。重點(diǎn)針對(duì)汽車、航天運(yùn)載器、船舶和車輛等運(yùn)輸機(jī)械的輕型化、冶金工業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)激光制造技術(shù)在國防和重點(diǎn)工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。同時(shí)對(duì)激光制造系統(tǒng)技術(shù)提出新的要求，如激光器小型化、高轉(zhuǎn)換效率與集成化等，光纖激光器和半導(dǎo)體激光器將得到大力發(fā)展。推動(dòng)我國激光制造技術(shù)向著效率更高、能耗更低、流程更短、光束質(zhì)量更高、性能更好、數(shù)字化、智能化程度更高、成本更低的方向發(fā)展，改變我國大工業(yè)用激光制造裝備完全依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀。

本文由萬向聯(lián)軸器004km.cn 冷鐓機(jī)004km.cn 聯(lián)合整理發(fā)布 激光技術(shù)在船舶制造中的應(yīng)用又具有其獨(dú)特性，這跟船舶本身的加工和應(yīng)用特點(diǎn)以及激光制造系統(tǒng)的特性息息相關(guān)。目前鋁合金材料逐漸成為運(yùn)輸機(jī)械制造的關(guān)鍵材料，全鋁結(jié)構(gòu)船顯示出良好的發(fā)展前景，配合先進(jìn)的激光制造技術(shù)，展示了無限發(fā)展?jié)摿Α?end)文章內(nèi)容僅供參考()(2010-8-21)

本文由萬向聯(lián)軸器004km.cn 冷鐓機(jī)004km.cn 聯(lián)合整理發(fā)布

第四篇：復(fù)合材料在船舶制造和海洋工程結(jié)構(gòu)建造中的應(yīng)用

復(fù)合材料在船舶制造和海洋工程結(jié)構(gòu)建造中的應(yīng)用

談到復(fù)合材料應(yīng)用于船舶行業(yè)，就會(huì)想到它與大量水的關(guān)系。

為什么復(fù)合材料用于船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)的建造中

事實(shí)上，復(fù)合材料用于船舶和海洋結(jié)構(gòu)建造比以往任何時(shí)候都要廣泛。與其他大多材料相比，比如鋼鐵和鋁，復(fù)合材料從重量上具有較高的剛度和強(qiáng)度。復(fù)合材料應(yīng)用于商業(yè)船或游船各個(gè)部分，其結(jié)果是一艘重量非常輕的船比由鋁和鋼制成的同類型船速度要高。更重要的是，保持較輕的重量可以降低燃料成本。對(duì)于容納數(shù)百甚至數(shù)千加侖燃料的船只，減少消耗燃料是非常有意義的。

重量?jī)?yōu)勢(shì)

除了減少燃料消耗，還有另外一個(gè)與重量有關(guān)系的因素，那就是速度。一個(gè)很好的例子就是高速客輪Jet Rider，在挪威的操作中可運(yùn)載244名乘客以每小時(shí)48英里的速度航行。由于大部分結(jié)構(gòu)是由復(fù)合材料制成，這種輕質(zhì)船與同類金屬制船相比，不僅花銷成本低，而且航行速度快。

其他由復(fù)合材料制成船體的船包括一艘259英尺的渡輪，它可以承載570名乘客和137輛轎車以每小時(shí)54英里的速度航行。

復(fù)合材料在船體中的應(yīng)用

目前來說，復(fù)合材料的使用越來越廣。而大約20多年前，復(fù)合船體只限于較小的船只的使用，例如游艇和小型商業(yè)漁船。復(fù)合材料應(yīng)用于大船只的成本過于昂貴。

復(fù)合材料在掃雷艦中的應(yīng)用

早期最普遍的復(fù)合材料在大型船舶上的應(yīng)用是由玻璃纖維制成船體的軍事掃雷艦。今天，許多大型船只都是用復(fù)合材料制成的，在船只的各個(gè)領(lǐng)域，包括船殼、地板、墻壁板、甲板和艙壁，以及管道系統(tǒng)、油箱、廢水箱、聲吶罩、管道、泵、閥門和上部結(jié)構(gòu)。

復(fù)合材料在船舶上部建筑中的應(yīng)用

特別是，復(fù)合材料被廣泛用在船舶的上層建筑中（船舶甲板以上的部分）。復(fù)合材料的使用減少了重量，這意味著更多的設(shè)備可以在不犧牲傾側(cè)穩(wěn)定性的情況下安裝在吃水線上面。雖然船只的目的是維持一定的傾側(cè)而不翻覆，但是對(duì)于頭重腳輕的結(jié)構(gòu)，一個(gè)足夠強(qiáng)大的力量就會(huì)導(dǎo)致其翻船。較大的上部建筑可以由復(fù)合材料制成，從而減少傾覆的危險(xiǎn)。

復(fù)合材料的抗腐蝕性

復(fù)合材料應(yīng)用于船舶制造和各種海洋工程的另外一個(gè)原因是因?yàn)閺?fù)合材料無腐蝕性。不同金

屬的腐蝕性，復(fù)合材料可以持續(xù)很多年。因此，復(fù)合材料是對(duì)抗極端的溫度和海水這些非大氣環(huán)境的理想選擇。像螺旋槳軸、救生圈和燈塔這些海洋裝備長(zhǎng)時(shí)間的停留在水中，容易被腐蝕，采用復(fù)合材料制成，可以確保它們有長(zhǎng)的壽命。

復(fù)合材料船舶應(yīng)用的材料測(cè)試

然而，即使擁有所有的優(yōu)越性能，復(fù)合材料還是要經(jīng)受和鋼鐵、金屬部件同樣嚴(yán)格的測(cè)試。為確保復(fù)合材料滿足適航船舶的需求，模擬海洋影響的各種測(cè)試都要進(jìn)行。總的來說，船舶都有一個(gè)很長(zhǎng)的使用壽命，預(yù)計(jì)20年或以上。對(duì)于復(fù)合材料如何在船舶建造中使用，測(cè)試變得必不可少，而且在這方條路上將經(jīng)歷許多年的時(shí)間。

沖擊試驗(yàn)

沖擊試驗(yàn)用來預(yù)測(cè)復(fù)合材料如何應(yīng)對(duì)與碎波中碼頭和載荷的碰撞、觸礁的破壞以及水下爆炸碎片損壞。進(jìn)行復(fù)合材料沖擊試驗(yàn)可展示重要的數(shù)據(jù)，比如韌性到脆性的轉(zhuǎn)變點(diǎn)、受到巨大撞擊后的剩余強(qiáng)度。

疲勞性、壓縮度和彎曲度測(cè)試

在上千次航行中，船舶行駛在海洋上的動(dòng)作類似于彎曲和扭曲。疲勞性、壓縮度和彎曲度測(cè)試必須執(zhí)行，以確保材料不會(huì)在這種情況下衰退。疲勞度測(cè)試用來檢測(cè)復(fù)合材料在循環(huán)加載應(yīng)用中的耐久性和它們變質(zhì)的時(shí)間。壓縮測(cè)試用來表明破壞的模式，比如分層破壞或壓曲破壞，同時(shí)用來檢測(cè)壓縮強(qiáng)度。彎曲和扭轉(zhuǎn)測(cè)試用來確定復(fù)合材料將什么時(shí)候“休息”。

黏合劑測(cè)試

同樣的道理，因?yàn)閺?fù)合材料的結(jié)構(gòu)和組件經(jīng)常由黏合劑黏合在一起，所以黏結(jié)點(diǎn)也必須經(jīng)過檢測(cè)。靜態(tài)的和循環(huán)的測(cè)試檢測(cè)黏合強(qiáng)度、去黏合模式和疲勞壽命。

破壞承受度

測(cè)試也可以幫助檢測(cè)破壞承受度。測(cè)試結(jié)果確定是否一個(gè)極端事件將造成災(zāi)難性的損害或是否多年積累下來的損傷證明船是不安全的。

總結(jié)

造船業(yè)復(fù)合材料測(cè)試的短期目標(biāo)是為了設(shè)計(jì)一款重量輕、堅(jiān)固、成本低、不會(huì)傾覆或因過早被腐蝕增加維修成本的適航船舶。長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)是獲得數(shù)據(jù)為進(jìn)一步完善和改進(jìn)船舶設(shè)計(jì)提供幫助。

復(fù)合材料在造船中的應(yīng)用可能還處在初級(jí)階段，但是應(yīng)用潮流卻在快速轉(zhuǎn)向。復(fù)合材料代替金屬有很多好處，海洋工程產(chǎn)業(yè)只是觸碰到復(fù)材應(yīng)用的表面。隨著時(shí)間的推移，嚴(yán)格的測(cè)試將證明復(fù)合材料是許多海洋工程一流的材料。

第五篇：玻璃鋼復(fù)合材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

玻璃鋼復(fù)合材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

[2009-08-05] 來源于：

當(dāng)前，節(jié)能和環(huán)保已成為人類改善生存環(huán)境和社會(huì)尋求良性發(fā)展的主題，因此，推進(jìn)建筑節(jié)能是我國走可持續(xù)發(fā)展之路的必然趨勢(shì)，特別是采用節(jié)能環(huán)保材料對(duì)既有建筑的節(jié)能改造和新建建筑的節(jié)能選材設(shè)計(jì)是未來一段時(shí)間內(nèi)降低建筑能耗的必由之路。玻璃鋼復(fù)合材料憑借其優(yōu)異的性能，在建筑節(jié)能方面的應(yīng)用日益受到人們的青睞。

玻璃鋼管道。近年來，我國新建城市供水工程所用管材多數(shù)為金屬管、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管。由于金屬管需做防腐處理，長(zhǎng)距離的管道防腐不但增加成本，而且質(zhì)量難以保證；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管在運(yùn)行中易出現(xiàn)爆管、滲漏等質(zhì)量問題，節(jié)能效果較差。而玻璃鋼管道由內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)層和外保護(hù)層構(gòu)成，管道內(nèi)襯層含有豐富的樹脂，耐腐蝕且內(nèi)壁光滑，輸送介質(zhì)摩阻系數(shù)小，結(jié)構(gòu)層用玻璃纖維增強(qiáng)，為承受全部荷載的受力層，使用安全可靠。玻璃鋼管道與金屬管道等其他管道相比，輸送介質(zhì)時(shí)運(yùn)行阻力小、能耗低。當(dāng)輸水量相同時(shí)，所需的玻璃鋼管道的管徑可至少小一個(gè)等級(jí)。如用相同管徑的管道輸送相同的水量，玻璃鋼管的用電量可比鋼管、鑄鐵管、水泥管低30%-40%，或在相同輸送能耗下輸送能力提高20%以上。玻璃鋼管道的質(zhì)量只有相同管徑、相同長(zhǎng)度鋼管1/6—1/3，鑄鐵管的1/9—1/7，混凝土管的1/15—1/10，因此可大大降低施工費(fèi)用。玻璃鋼管道的生產(chǎn)能耗低，分別為功能相同鋼管和鑄鐵管的66.7%和22.3%。采用玻璃鋼管可使整體工程造價(jià)降低20%-30%。河南理工大學(xué)等研發(fā)的高強(qiáng)雙抗煤礦玻璃鋼管道已在河南平頂山、山東兗州及河北邯鄲等較大的煤礦企業(yè)推廣使用，噸煤成本明顯降低。高壓玻璃鋼管在大慶、勝利等油田得以廣泛使用。以武漢理工大學(xué)為代表研制的纖維纏繞夾砂玻璃鋼管道生產(chǎn)技術(shù)裝備已達(dá)到目前國外同類技術(shù)裝備水平。

近幾年我國城市供水量逐年增加，各項(xiàng)費(fèi)用也在逐年提高。若修建一個(gè)供水量30萬t/d的水廠，一般需要2條直徑1.6m以上的管道，而修建一個(gè)50萬t/d的水廠，需要2條直徑2m以上的管道，如果用玻璃鋼管敷設(shè)，可為國家節(jié)約大量的能源。玻璃鋼管在城市舊排水管道改造工程中有著獨(dú)特的優(yōu)越性，根據(jù)國外的經(jīng)驗(yàn)，在要改造的舊排水管斷面中可引入小于原管直徑的玻璃鋼管，這樣既不影響排水，又不用拆除管道。目前我國城市有很多排水管道因年久失修需要改造和更換，玻璃鋼管道在城市給排水管道改造中將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。玻璃鋼窗框和門板。從能源流失來看，房屋建筑的能源損失中30%是通過門窗流失的，尤其是公共建筑的窗墻比高達(dá)70%，更加大了能源的損失。因此，門窗節(jié)能在整個(gè)節(jié)能建筑中起到至關(guān)重要的作用。玻璃鋼窗框通過拉擠生產(chǎn)出空腹型材，經(jīng)過切割、組裝、噴涂等工序而制成。玻璃鋼窗框既有鋼、鋁門窗的堅(jiān)固性，又有一半塑鋼窗的耐腐蝕、保溫、節(jié)能性能，更具有自身獨(dú)特的隔音、抗老化、尺寸穩(wěn)定等性能，被譽(yù)為21世紀(jì)建筑窗框的綠色產(chǎn)品。玻璃鋼窗框輕質(zhì)高強(qiáng)，其拉伸強(qiáng)度為350MPa以上，彎曲強(qiáng)度為260MPa以上，為鋁合金的2倍、塑鋼的4—5倍，從而彌補(bǔ)了塑鋼窗框強(qiáng)度低、易變形的缺點(diǎn)。玻璃鋼窗框的熱絕緣系數(shù)為9.96 ㎡·K/w，遠(yuǎn)大于塑鋼窗框和隔熱斷橋鋁合金窗框的熱絕緣系數(shù)(分別為

5.93、0.16 ㎡·K/w)。優(yōu)質(zhì)玻璃鋼窗框的保溫性能優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)(GB8484一1987)中規(guī)定的保溫性能一級(jí)指標(biāo)。玻璃鋼窗框尺寸穩(wěn)定、隔音性好。玻璃鋼型材熱變形溫度為200℃，線脹系數(shù)與建筑物和玻璃相當(dāng)，在冷熱溫差變化較大環(huán)境下，不易與建筑物及玻璃之間產(chǎn)生縫隙，可大大提高玻璃鋼窗框的密封性能。據(jù)有關(guān)部門檢測(cè)，優(yōu)質(zhì)玻璃鋼窗框型材符合GB一18584—2001《建筑材料放射性核素限量》規(guī)定的各項(xiàng)有害物質(zhì)限量指標(biāo)。

我國建筑窗框行業(yè)形成了以塑鋼窗為主的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系，也是建筑窗框產(chǎn)量最多的國家。目前全國城鎮(zhèn)建筑市場(chǎng)的窗框需求量已經(jīng)達(dá)到2億㎡，由于玻璃鋼窗框特有的保溫、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，目前已得到社會(huì)各界的認(rèn)可和國家有關(guān)部門的重視和支持，在國內(nèi)玻璃鋼窗框享有品牌聲譽(yù)和出口海外可數(shù)北京建工茵萊玻璃鋼制品有限公司。該公司于2007年前引進(jìn)了加拿大Inline公司的玻璃鋼窗框技術(shù)后，一絲不茍、精益求精，達(dá)到年產(chǎn)10萬平方米的能力，累計(jì)出口型材10多萬平方米。其高性能玻璃鋼窗框落戶南極中山站。據(jù)茵萊公司提供數(shù)據(jù)，與金屬窗戶相比，一套100平方的住宿每年可節(jié)省能源費(fèi)用1600元。

玻璃鋼門板在輕質(zhì)、保溫方面優(yōu)于木門板和金屬門板。但從門板的經(jīng)濟(jì)性方面來看，作為內(nèi)門用比木門板價(jià)高；作為外門板與金屬門相比而不耐沖擊，因此在住宅區(qū)很難得到推廣應(yīng)用。目前玻璃鋼門板制造企業(yè)國內(nèi)不到六家，以SMC模成型工藝為主，出口的形式主要為門片，出口主要廠家有山東淄博超力公司和無錫陸通公司。玻璃鋼門板和窗框在國內(nèi)發(fā)展的步伐不快，并不是沒有市場(chǎng)。許多企業(yè)缺乏扎扎實(shí)實(shí)的市場(chǎng)調(diào)研和深入細(xì)致的推廣應(yīng)用工作，導(dǎo)致這一產(chǎn)品長(zhǎng)期徘徊不前。八年前，河北近十多家玻璃鋼企業(yè)投資了數(shù)十條拉擠生產(chǎn)線開發(fā)窗框，如今蕩然無存。其主要教訓(xùn)是市場(chǎng)信息模糊炒概念，急于求成而無論證，影響了玻璃鋼窗框的推廣應(yīng)用。

玻璃鋼屋面節(jié)能。屋面的節(jié)能不只是屋面表面的黑與白(反射性)，也不限于選用某個(gè)屋面系統(tǒng)的問題，而應(yīng)當(dāng)考慮整個(gè)屋面系統(tǒng)，其中保溫是一個(gè)重要的方面。在氣候寒冷地區(qū)，往往屋面保溫產(chǎn)生的節(jié)能效果比屋面反射率的作用更加明顯。屋面反射只有在夏天有太陽的時(shí)候才能發(fā)揮作用，而保溫則是一年365天始終起作用的。

屋面保溫的效果關(guān)鍵取決于保溫材料，其保溫性能由R值決定；有些材料的R值會(huì)隨時(shí)間而降低，因而還需要知道其長(zhǎng)期熱阻性能指標(biāo)LTTR；另外，還要考慮尺寸的穩(wěn)定性和強(qiáng)度等。過去，聚異氰脲酸酯保溫材料在生產(chǎn)中使用的發(fā)泡劑CFC和HCFC會(huì)對(duì)大氣臭氧層造成危害，根據(jù)蒙特利爾公約，美國規(guī)定，到2002年底禁止生產(chǎn)和進(jìn)口HCFC發(fā)泡劑。如今，全美國保溫材料制造商已經(jīng)完成從HCFC向新一代發(fā)泡劑戊烷的轉(zhuǎn)變。膨脹聚苯乙烯(EPS)和擠出聚苯乙烯(XPS)保溫材料在制造過程中不會(huì)向大氣散發(fā)CFC和HCFC，對(duì)環(huán)保有利，而且可以重復(fù)使用；XPS的吸水速度極低，甚至在使用了幾十年以后還可以重新使用，從而費(fèi)用減少，產(chǎn)生的廢物也最少。關(guān)于玻璃棉保溫材料對(duì)健康的影響，總的結(jié)論是，這種材料在制造和使用方面是安全的。把玻璃鋼材料用于屋面節(jié)能僅僅開始。據(jù)河北省棗強(qiáng)縣科技局提供信息，該局已與河北商祺公司在玻璃鋼屋面節(jié)能方面開展科技合作和推廣應(yīng)用。其節(jié)能保溫隔熱技術(shù)包括抗老化SMC屋瓦和PU保溫隔熱層及其安裝技術(shù)。商祺公司經(jīng)過一年多開發(fā)，已批量投放市場(chǎng)。對(duì)一些舊房屋面的改造，新型屋面建筑和古建筑修繕上起到了非常好的效果。

玻璃鋼復(fù)合材料在建筑節(jié)能的應(yīng)用市場(chǎng)十分寬廣，采暖通風(fēng)工程中，玻璃鋼已用于制造冷卻塔、通風(fēng)廚、送風(fēng)管、排氣管、柵板、防腐風(fēng)機(jī)罩等；另外，玻璃鋼在冷庫、活動(dòng)房屋、崗?fù)?、仿古建筑、移?dòng)劇院、透微波塔樓、屏蔽房、水箱、井蓋、電纜橋架等領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，建筑業(yè)投資越來越多，我國“十一五”規(guī)劃中明確指出，從2005年起，新建采暖居住建筑應(yīng)在此前國家節(jié)能要求的基礎(chǔ)上再提高30%，建設(shè)部在節(jié)能專項(xiàng)規(guī)劃中指出，“十一五”期間25%既有建筑要進(jìn)行改造。建筑節(jié)能改造和供熱系統(tǒng)的改造巨大工作量，帶來玻璃鋼的市場(chǎng)前景廣闊，綠色環(huán)保、阻燃、節(jié)能型的新型建筑材料必將大有作為。