船舶与海洋复合材料结构物工程应用技术

   译者序

原书序

章节介绍

第1章排水型船舶设计1

1.1引言1

1.1.1背景1

1.1.2复合材料船舶结构的优异性1

1.1.3案例研究2

1.2材料选型与测试2

1.2.1般性要求2

1.2.2制备T艺影响因素3

1.2.3生产检验试验4

1.2.4力学性能测试与计算4

1.2.5耐久特性5

1.3设计准则6

1.3.1概述6

1.3.2设计安全系数6

1.3.3载荷7

1.4结构设计7

1.4.1结构形式7

1.4.2设计因素综合分析10

1.5结论16

参考文献17

第2章水动力支承型船舶设计18

2.1引言18

9.9概念设计18

2.2.1概述18

2.2.2设计要求18

9.Q载荷19

2.3.1常规载荷19

2.3.2垂向加速度20

2.3.3砰击压力20

2.3.4静水压力载荷21

2.3.5总强度载荷22

2.4船体结构的成型制备22

2.5结构分析24

2.5.1理论分析模型24

2.5.2指标要求26

2.6T程应用建议27

2.6.1生产特点27

2.6.2建造成本27

2.6.3相关标准28

2.7结论29

参考文献29

第3章胶黏剂30

3.1引言30

3.1.1树脂黏结特性30

3.1.2对胶接过程的影响因素31

3.1.3胶黏剂的优缺点32

3.2设计考虑因素33

3.2.1不同类型载荷影响33

3.2.2接头几何形状设计34

3.3胶黏剂的选择35

3.3.1胶黏剂／黏结体兼容性35

3.3.2力学性能36

3.3.3热力学性能38

3.3.4海洋环境下的耐久性39

3.3.5选择标准40

3.4胶接T艺41

3.4.1表面准备41

3.4.2树脂调配、定位和固化41

3.4.3质量认证42

3.5应用场合42

叁考文献43

第4章连接及其附属结构实用设计44

4.1背景44

4.1.1连接设计必要性44

4.1.2连接设计要求44

4.1.3连接形式分类45

4.1.4胶接与螺栓连接46

4.2面内搭接或对接47

4.2.1连接特点和目的47

4.2.2主要设计参量48

4.2.3螺栓连接建模技术50

4.2.4胶接理论模型52

4.3面外连接：骨架一壳板连接54

4.3.1连接类型54

4.3.2设计参量55

4.3.3建模技术．55

4.4面外连接Ⅱ：舱壁与外壳板连接57

4.4.1载荷传递特点57

4.4.2失效模式57

4.4.3设计参量58

4.4.4建模分析技术58

4.5筋材交叉连接59

4.5.1目的59

4.5.2设计特点60

4.5.3建模分析60

4.5.4生产特点61

参考文献61

第5章单壳结构船体生产制造64

5.1概述64

C.9建造过程的含义64

5.3场所布局65

5.3.1概述65

5.3.2厂房面积需求65

5.3.3生产周期规划66

5.3.4原材料储存68

5.4结构制备与装配船台69

5.4.1总体布局69

5.4.2船体结构模具69

5.4.3材料铺设及固化成型71

5.4.4生产效率74

5.4.5场所通风及安全性74

5.5板架制备车间75

5.5.1场所布局75

5.5.2制板模具76

5.5.3材料铺放及固化76

5.5.4生产效率77

5.5.5场所通风及安全性77

5.6部件装配车间77

5.6.1场所布局77

5.6.2总装前准备工序78

5.6.3结构部件组装79

5.6.4装配技术80

5.7下水后的舾装工作80

5.8原材料处理80

5.8.1树脂体系80

5.8.2芯材和增强纤维81

5.8.3清洗剂82

5.9质量保证措施82

5.9.1员T培训82

5.9.2原材料检查82

5.9.3生产车间维护83

第6章夹层结构游艇船体建造84

6.1概述84

6.2生产场所设计84

6.2.1基于计算机集成制造生产模式84

6.2.2优选复合材料需求84

6.3平板生产车间86

6.3.1生产流程86

6.3.2军间内成型87

6.4多轴加工机械或数控车间87

6.5模具车间88

6.5.1原材料88

6.5.2模具制造89

6.6层压车间89

6.6.1原材料89

6.6.2生产过程93

6.7固化要求95

6.8总装车间96

6.9下水前装备配置97

6.10质量保证97

第7章复合材料结构的失效与修复98

7.1概述98

7.2凝胶涂层（胶衣）失效98

7.2.1常见缺陷98

7.2.2凝胶背衬102

7.3凝胶涂层气泡形成机理103

7.3.1概述103

7.3.2影响气泡形成的因素103

7.3.3减少气泡的措施104

7.3.4水汽缩聚试验104

7.4层合板设计预防失效措施105

7.4.1铺层设计105

7.4.2标准复合材料107

7.4.3优选复合材料108

7.4.4避免层合板失效的常用措施108

7.5夹层结构芯材110

7.6主船体结构设计中的防失效措施111

7.6.1概述111

7.6.2避免主船体结构失效的常见措施111

7.7展望113

参考文献113

第8章砰击与撞击载荷作用下夹层结构响应特征114

8.1概述114

8.2砰击载荷115

8.3砰击载荷作用下夹层板的响应特征117

8.4材料性能和测试方法119

8.5单次和反复砰击对泡沫芯材的影响121

8.6固体物的撞击123

参考文献124

第9章疲劳特性125

9.1概述125

9.2金属材料疲劳机理126

9.3复合材料疲劳机理128

9.3.1增强纤维128

9.3.2树脂基体128

9.3.3界面相129

9.3.4层合板129

9.4疲劳试验分析132

9.4.1树脂基体的影响132

9.4.2增强纤维材料的影响133

9.4.3织物构型的影响134

9.4.4其他影响因素134

9.5疲劳设计及损伤准则136

9.6结构疲劳137

9.7结论138

参考文献139

第10章复合材料在海洋工程结构中的应用141

IO.1背景141

10.2材料选型142

10.2.1增强纤维142

10.2.2树脂基体144

10.3制作流程和产品146

10.3.1板件的制作146

10.3.2型材和板架的挤压成型147

10.3.3FRP管件148

10.4复合材料结构的耐火特性150

10.4.1耐火性犄点150

10.4.2耐火特性影响因素154

10.4.3夹层结构耐火特性155

10.4.4双层板材的防火特性156

10.4.5双层抗爆防火板设计158

10.5结论159

10.6致谢160

参考文献160

第11章设计监管162

II.1适用规范162

11.1.1背景：国际海事组织滑行艇设计准则162

11.1.2船级社规范163

ll.1.3主船级163

11.1.4航行区域ROR4164

11.1.5其他船级注释165

11.2高速轻质船舶设计载荷165

11.2.1概述165

11.2.2垂向加速度166

11.2.3局部载荷167

11.2.4船体梁总强度计算载荷170

11.3玻璃钢结构材料许用要求172

11.3.1概述172

11.3.2玻璃纤维增强材料172

11.3.3聚酯基体材料172

11.3.4芯材173

11.3.5夹层结构胶黏剂174

11.4玻璃钢结构的设计与分析174

11.4.1材料性能及测试174

11.4.2计算方法和许用应力175

11.4.3主船体总纵强度175

11.4.4三明治夹层板175

11.4.5单筋结构的板和加强筋178

11.4.6肋骨框架和梁系180

11.4.7细节设计要求180

11.5致谢181

参考文献181

第12章产品质量与安全183

12.1概述183

12.2质量保证基本要求183

12.2.1名词定义183

12.2.2IS()标准183

12.2.3质量保证体系186

12.2.4当事人186

12.2.5合格证书186

12.2.6适用规范186

12.3设计阶段187

12.3.1两种主要设计途径187

12.3.2FRP与金属材料的差异性187

12.4制造阶段189

12.4.1火灾／爆炸及健康危害189

12.4.2产品生产要求191

12.5安装（仅针对FRP管路）196

12.5.1背景介绍196

12.5.2规范要求196

12.6服役期检查与维护修理196

12.6.1规范要求196

12.6.2调查和修复标准197

第13章设计管理与组织198

13.1引言198

13.2管理工作的必要性198

13.3企业级设计管理199

13.4项目级设计管理199

13.5FRP产品的设计管理200

13.5.1设计过程200

13.5.2设计参数203

13.5.3设计流程204

13.6生产与设计接口205

13.7谩计质量保证206

13.8组织206

13.9设计管理和组织工程案例206

13.10结论208

参考文献208

附录复合材料组分力学性能209