大家好！今天让小编来大家介绍下关于复合材料船体外壳设计原理_复合材料船体外壳设计原理是什么的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

文章目录列表:

• 1、谈谈复合材料与其他各向异性材料结构设计有何区别
• 2、复合材料主要用于那些领域，有什么优势
• 3、小小的螺旋桨，为何会推动万吨的轮船？设计原理是什么？
• 4、复合材料是什么

一、谈谈复合材料与其他各向异性材料结构设计有何区别

复合材料是两种或两种以上材料混合而成的材料,合成材料是两种或两种以上材料混合发生反应后而成的材料.前者是物理现象,后者是化学现象. 复合的很多,合成的有合成纤维等 合成材料一般称有机合成材料,主要有塑料、合成纤维、合成橡胶.你知道定义应该能正确找出一些了吧而复合材料是具有两种或多种材料的特性的材料像钢化玻璃、速结水泥等. 材料分类：金属材料、无机非金属材料、有机合成材料、复合材料.

二、复合材料主要用于那些领域，有什么优势

下面所说均为纤维增强复合材料，希望对你有帮助
先说优势（以纤维增强复合材料为例）
轻质高强相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5，可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。
耐腐蚀性能好FRP是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。已应用到化工防腐的各个方面，正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。
电性能好是优良的绝缘材料，用来制造绝缘体。高频下仍能保护良好介电性。微波透过性良好，已广泛用于雷达天线罩。
热性能良好FRP热导率低，室温下为1.25~1.67kJ/（m·h·K），只有金属的1/100~1/1000，是优良的绝热材料。在瞬时超高温情况下，是理想的热防护和耐烧蚀材料，能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷。
可设计性好（1）可以根据需要，灵活地设计出各种结构产品，来满足使用要求，可以使产品有很好的整体性。

（2）可以充分选择材料来满足产品的性能，如：可以设计出耐腐的，耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的，等等。
工艺性优良（1）可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺。

（2）工艺简单，可以一次成型，经济效果突出，尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品，更突出它的工艺优越性。
应用领域：
FRP应用领域
一：FRP在我国建筑领域的应用
80年代以前，FRP主要用于军工产品，院所之间受到保密限制，不便交流，建筑师对FRP的优良性能不了解，得不到可靠的性能数据，因此未大量用于建筑结构。
90年代开始，随着对FRP研究工作的不断深入，使FRP的缺陷得以克服，产品价格有所下降。在大型建筑结构中的应用取得很好的效果。下面简要介绍几个实例：
(1)大型FRP机房：1991年在杭州市建成，该机房与其下面宾馆取得建筑上的协调，从外观上难于区分，效果很好；
(2)卡拉OK娱乐厅柱形屋盖：长26m，跨度10m，1992年在上海大中华橡胶厂楼顶建成，十分美观实用；
(3)旋转餐厅球形屋盖：球径45m，1993年在上海广东会口商城建成;
(4)广东会广东会电视塔大堂双曲面屋盖及内装饰件:直径60m，总面积约5000m2，1994年完成。从合同签订至安装完成仅用了三个多月，使用至今，效果很好；
(5)方舟大厦尖顶(高7m)及拼装屋面(约300m2）：1996年建成，1997年3月安装完毕。
国外建筑领域应用FRP的数量大、品种多
复合材料在整个工程材料中用量从1950年的2％将上升到2000年的14．7％，预计广东会年将有望达到18．4％。美国1993年用量23．7万t，占总量的20%，仅次于交通运输业，是第二大应用领域；英国1992年占总用量的26．6％，是第一大应用领域；西欧1992年用量24.7万t，占总量的21.3％，是第二大应用领域；日本1993年用量23，7万t，占总用量的55%左右，是第一大应用领域。
国外FRP在建筑领域的应用实例有
①直径66m的全FRP球形娱乐场：该建筑位于美国西海岸临近旧广东会的里诺市，该建筑由2000多块四边形FRP单元件拼装而成；
②美国New Jersey州、大西洋城Trump Taj Mahal综合娱乐场:占地39万m2，门面1．6km长，大部分是FRP艺术造型装饰件，共有二万三千多件，总值约1500万美元；
③美国New York 的 FRP可口可乐大广告牌：立体状l2．5m×19．8m，“可口可乐瓶”高12．8m，冰块高3m；
④美国Boston许多建筑物门窗、门面、栏杆、屋檐板、装饰拱都采用FRP；
⑤美国Atlanta银行大厅高楼层盖采用FRP，美国Florida Tampa市C&S银行大楼（该州西海岸最高的大厦，43层），采用半锥形FRP屋盖，高7.9m,都兼有防腐、透波和抗风等多种功能。还有机场和气象雷达罩等也都采用FRP。
据粗略统计，FRP在建筑领域的应用主要有以下五个方面：
①各种异形建筑结构物：雷达天线罩、岗亭、广告牌(物)、球形娱乐场、球幕影剧院、大跨度机库、车库、仓库、旋转餐厅屋盖、卡拉OK娱乐厅柱形屋盖、运动场大跨度看台屋盖、室内运动场屋盖和高层建筑锥形顶等；②各种功能性建筑物：电视塔透波墙、透波机房、屏蔽房、隔声墙、化工厂防腐车间、码头FRP与金属复合椿、医院防辐射复合墙、大型冷却塔、污水处理厂防腐板、大型耐腐蚀槽、罐等；③各种建筑物内外装饰件：屋檐、沿口、门楣、骑马廊、灯槽、灯饰、罗马柱、吊顶、艺术花瓶、假山瀑布、吉祥动物(狮子、牛、象等)等；④小康居室、办公室建筑构件：门、隔墙、隔段、家具、厨房用具、花园栏杆、围墙、小车库、游泳池、各种窗框、盆景等；⑤各种卫生洁具：整体卫生盒子间、整体淋浴间、水箱、移动厕所、净化池、洗面盆具、抽水马桶、浴缸、太阳能热水器等。
二：运输部门：以汽车为中心增长1.7%，即使客车出售辆数下降，但玻璃纤维增强塑料(FRP)制品正在平稳上升。汽车主体使用400种以上的部件是SMC产品，2007年新型汽车使用100种以上的部件。玻璃纤维增强热塑性塑料(FRTP)的使用量广东会提高。汽车发动机使用的FR－Nylon制吸气集合管。比铝制汽车发动机效率高，而且经济。汽车传动轴是拉挤成型，材料采用碳纤维、乙烯基酯和铝管制成。目前，已活跃在汽车市场上。最主要的是用拉挤成型的空调设备用通风管。铁道部对全FRP制车辆进行了现场试验，并在今年投放市场。
三：土木建筑部门：FRP制品在住宅方面也不断增加。在基础建筑方面有干线公路桥、人行桥、港湾用桥墩。另外也广泛使用用来增强混凝土的FRP筋。
四：耐腐蚀器械方面：FRP在器械方面用途广泛。半导体界和化学界、污水处理和下水道处理方面、石油、煤气用平台、化工贮存罐等。
五：船舶方面。
六：电气、电子：印刷电路板、雷达罩的需求旺盛。用FW生产的照明电杆已有增长趋势，并开始进行电线杆子现场实验。目前欧洲已大量生产。美国也投放市场。电子方面的陈旧化也有待刺激。预计今后手提式电话机等也会采用FRP、FRTP制品。
七：消费材料：FRP耐老化、外观美观，替代了原用材料。卫广东会播天线以及DBS天线的销售量正在增长，特别是DBS天线的销售量增长广东会。用碳纤维生产的高尔夫球杆也势在必增，生产碳纤维的厂家也增加了设备。
八：家电、办公设备：新设计的缝纫机壳的销售量也在增长。目前新建住宅受到转卖的影响，家电也不断增长。办公设备市场大、销售广、基础雄厚。FRTP玻璃钢格栅具有优良的耐腐蚀性能、耐热性、刚性、难燃性，所以在家电、办公设备的使用上占优势。
九：航空、防卫方面。
FRP型材应用实例
FRP工具柄本系列产品主要应用在包括铲子、耙子、锄头、剪刀、锤子等园林工具和五金工具上。
FRP拉挤圆管本系列产品适用于制作帐蓬、蚊帐、箱包、手袋、X展架、工具柄、风车、高尔夫（球袋、旗杆、练习杆、练习网）、三脚架、喷雾杆、脚架杆、玩具骨架、飞碟骨架、空竹手柄、风筝杆等。
FRP拉挤圆棒本系列产品适用于制作雨伞骨、风筝骨架、PCB设备、航模飞机、支架毯、沙滩席、转动轴、轴芯、窗帘杆、玩具、箱包、飞蝶、旗杆（桌旗、车旗、手摇旗、刀型旗）、植物支撑架、篱笆、烟囱杆、游戏毯支撑架、窗帘转／拨棒等。
FRP拉挤扁条系列本系列产品适用于制作瑜珈健身圈、魔力圈、健身器材、玩具弓、窗帘条、箱包、手袋、旗杆横条、工具手柄等。
FRP格栅平台系列本系列产品主要有玻璃钢格栅、防腐平台、走道和围栏系统、绝缘梯子、冷却塔支撑架、电缆桥架、地铁轨道罩等。
拉挤产品深加工系列我们根据客户需求对玻璃纤维杆、玻璃纤维管、玻璃纤维棒表面包PP PE PVC，此产品已经广泛用于园艺及农业上。

三、小小的螺旋桨，为何会推动万吨的轮船？设计原理是什么？

其实螺旋桨的小只是相对于船舶本身而言的，螺旋桨并不小，很多船舶的螺旋桨都是几百吨的大部件，这样的大部件有着几百转的转速，再加上10万以上的燃气轮机或蒸广东会机的带动，而且船舶的流线型设计，跑个二三十节应该不难吧螺旋桨的推力是通过螺旋桨轴（尾轴）传递到中间轴的。最简单的方法是在中间轴上设置能承受轴系轴向推力的推力轴承，将螺旋桨的推力通过推力轴承传递给船舶，从而推动船舶前进。从图中我们可以看出，推力轴承不仅能承受螺旋桨产生的轴向推力，还能将其传递给船体。还能承受轴本身的重量（支撑）；同时，作为支撑点，它还应能承受由轴瓦变形或运动引起的径向载荷。

船舶螺旋桨的巨大推力是如何传递给船舶的？能够推动数十万吨的船推力轴承可分为滚动式和滑动式。下图是某一类型的滚动推力轴承。其最大特点是受力的滚动体不平行于轴线，而是与轴线方向有一定的角度。由于该角度的存在，所以轴承能承受一定的轴向力也能承受一定的径向力。虽然滚动推力轴承具有摩擦阻力小的优点，但其承载能力小，抗冲击性强，可靠性相对较差（与滑动型相比）等缺点，所以只适用于小型船舶。

滑动推力轴承的主要部件是推力环和推力块。其工作原理是：螺旋桨的推力通过螺旋桨轴（尾轴）传递到中间轴，再由中间轴传递到推力轴。推力轴上的推力环将轴向推力传给轴承座上的推力块，最后通过轴承座传给船体。为了满足换向的需要，推力环的两侧都应装有推力块，并装有可调间隙装置。推力轴上的推力环与轴承座上的推力块的接触面是滑动摩擦的工作面，所以推力块也应在推力环的接触面上铸造白合金，以提高耐磨性，并保证有良好的润滑作用。

四、复合材料是什么

复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。一般定义的复合材料需满足以下条件:

(1) 复合材料必须是人造的，是人们根据需要设计制造的材料;

(2) 复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分，以所设计的形式、比例、分布组合而成，各组分之间有明显的界面存在;

(3)它具有结构可设计性，可进行复合结构设计;

(4) 复合材料不仅保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。

复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属。

扩展资料

复合材料的成型方法按基体材料不同各异。树脂基复合材料的成型方法较多，有手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、RTM成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成 型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。

金属基复合材料成型方法分为固相成型法和液相成型法。前者是在低于基体熔点温度下，通过施加压力实现成型，包括扩散焊接、粉末冶金、热轧、热拔、热等静压和爆炸焊接等。后者是将基体熔化后，充填到增强体材料中，包括传统铸造、真空吸铸、真空反压铸造、挤压铸造及喷铸等、陶瓷基复合材料的成型方法主要有固相烧结、化学气相浸渗成型、化学气相沉积成型等。

   以上就是小编对于复合材料船体外壳设计原理_复合材料船体外壳设计原理是什么问题和相关问题的解答了，复合材料船体外壳设计原理_复合材料船体外壳设计原理是什么的问题希望对你有用！

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