標準化預制多功能層合板

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[size=2][font=宋體]復合材料[/font][/size][size=2](Composite materials)[/size][size=2][font=宋體]，是由兩種或兩種以上不同組分材料組成的材料，各組份材料基本上仍保持其固有的物理和化學性能，彼此間有明顯的界面，在宏觀上組成具有新性能的材料。在復合材料中，通常有一相為連續相，稱為基體；另一相為分散相，稱為增強材料。兩相之間存在著相界面。按基體材料可分成金屬基、聚合物基復合材料和無機非金屬基復合材料三種；按增強纖維種類分主要有玻璃纖維復合材料、碳纖維復合材料、有機纖維復合材料、金屬纖維和陶瓷纖維幾種。雖然復合材料的組分材料保持著其相對的獨立性，但其性能卻不是組分材料性能的簡單相加，而是相互[/font][/size][size=2]“[/size][size=2][font=宋體]取長補短[/font][/size][size=2]”[/size][size=2][font=宋體]，有著協同作用，極大的彌補了單一材料的缺點。在一定程度上講，它綜合了各種材料如纖維，樹脂，橡膠，金屬，陶瓷等的優點。其具有比強度、比模量大；耐疲勞性能好；減震性好；過載時安全性好；有較好的加工工藝性，對復雜曲面能夠一次成型，能夠大幅減少零部件，具有較好的優勢；耐化學腐蝕和耐候性好等特點，被譽為是面向未來的新興材料。[/font][/size][size=2][/size]
[size=2][font=宋體]層合板是[/font][/size][size=2][font=宋體]由兩層或多層簡單層板粘合在一起作為一個整體的結構單元。[/font][/size][size=2][font=宋體]各單層的材料主方向的布置使結構元件能承受幾個方向的載荷。其中單層板是層合板或層合結構分層的基本單元。層合板各單層的材料、厚度和彈性主方向等可以互不相同。適當地改變這些參數，就可以設計出最有效地承受特定外載的結構元件，這是復合材料層合板突出的優點之一。[/font][/size][b][size=2][font=宋體][/font][/size][/b]
[size=2][font=宋體]復合材料的一個重要優點就是可設計性。可設計性是指通過選擇增強材料與基體材料的種類及其不同配比、增強材料的鋪設形式等從而獲得在需要方向上的更好的性能增強，而這一點是普通金屬材料所不可比擬的。由于復合材料所表現優異的性能，在航空航天等高精尖領域迅速獲得長足的發展，但是在普通領域里所占的比重依然較小，究其原因主要有：[/font][/size][size=2][/size]
[size=2][font=宋體]雖然復合材料的理論已獲得了長足的發展，而且可設計性所表現出的巨大優勢，對于創造新型復合材料方面起著巨大作用，但這一點卻影響其的廣泛應用，因為每次使用新的樹脂和纖維或者改變已有材料的配比、工藝時，會直接影響到其性能的變化，都需要重新測試復合材料部件的性能表現。其次復合材料的制造成本偏高，導致復合材料在性價比上還無法具有與傳統鋼材相當的優勢。第三是較差的可修復性，這是因為復合材料是無定形的或異構材料，它的某些特定性能，如強度和剛度，是統一在一個或兩個方向的。這點與金屬是不同的，因為金屬是可以延展的，而且是同質的。因此，當復合材料部件出現故障后，必須整個換掉，而不能使用補丁。第四由于目前復合材料的成型工藝，尤其是非金屬基的復合材料基本上局限于一次成型，因而受到制造工藝的制約，難以制造大型結構物，在諸如船舶、大型建筑等領域受到嚴重影響。[/font][/size][size=2][/size]
[size=2][font=宋體]標準化預制多功能層合板是按照一定標準預制的復合材料標準件。它包括拼接件、結構件和功能件三部分。結構件是按照不同要求預制好的具有特定的力學特征的用于結構應力的一系列組件；拼接件是用于將預制好的結構件、功能件快速拼接在一起，并保證其所具有的結構力學和增強性能特征；功能件是可選的用于提供附加功能的系列組件，比如減震、隔音、阻燃、絕熱、透波或吸波等不同的功能需求。采用標準化形式，可以為不同的應用場合提供相應的選擇空間，而且當某一塊損壞時，只需更換該塊即可，無需對整體進行更換；采用工廠化生產能有效降低生產成本，提高性價比；采用拼接件，不僅可以提供現場的快速安裝，也可以進一步實現工廠化組裝為大型的獨立結構組件，實現現場的整體吊裝；采用獨立的功能件，不僅能提供指定的功能需求，減少不必要的功能附加，從而降低整體投資，還可以根據要求提供后期功能變更配置，而無需改變已有的結構。[/font][/size][size=2][/size]
[size=2][font=宋體]在目前的船舶制造領域里，[/font][/size][size=2][font=宋體]復合材料比金屬和其他傳統材料，如木材、鋼或鋁等金屬相比，復合材料其比強度高、比模量大，可以將部件的總重量減少30～40%，此外還通過部件整合，消除了緊固件，從而進一步降低重量。重量的整體減少帶來了一連串的二次優勢，如更低的運營成本、更少的溫室氣體排放和更高的燃油效率。復合材料也為船艇建造師提供了更大的設計自由度，不僅僅是有可能制造出形狀復雜的部件，更重要的是可以根據應力選擇相應的增強板材，還可以采用具有特定的應力結構整體艙室構件，不僅可以保證分散降低主結構的應力的同時，提供整體艙室舾裝，甚至是部分艙室獨立更換。此外，復合材料由于其自身具有耐腐蝕性和耐久性的特點，基本無需考慮防腐要求，因此如果將其與有競爭力的材料相比，復合材料部件的壽命周期成本明顯更低，因為它的維護成本更低。同樣，在大型建筑或超高層建筑領域，其質輕，高強，多種功能可調，可進行預制后安裝等特性同樣具有優勢。[/font][/size][size=2][font=宋體]總之，采用標準化預制的可快速拼接的復合材料板材，不僅在保證其自身的優良性能下，改進了加工成型工藝，提供了更多的功能選擇性，減少復合材料可修復性的不足之處，提高其性價比，不僅拓寬了船舶建造材料選擇，提供了更靈活的設計選擇和更大的安裝可調性，滿足了模塊化設計和安裝的需求，勢必在未來的船舶領域的應用。[/font][/size]