談到復(fù)合材料應(yīng)用于船舶行業(yè)，就會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度。復(fù)合材料應(yīng)用于商業(yè)船或游船各個部分，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。 
 

重量優(yōu)勢 
 

       除了減少燃料消耗，還有另外一個與重量有關(guān)系的因素，那就是速度。一個很好的例子就是高速客輪Jet Rider，在挪威的操作中可運載244名乘客以每小時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，但是對于頭重腳輕的結(jié)構(gòu)，一個足夠強大的力量就會導(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。 
 

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原因是因為復(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時間的停留在水中，容易被腐蝕，采用復(fù)合材料制成，可以確保它們有長的壽命。 
 

復(fù)合材料船舶應(yīng)用的材料測試 
 

       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、金屬部件同樣嚴格的測試。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試都要進行。總的來說，船舶都有一個很長的使用壽命，預(yù)計20年或以上。對于復(fù)合材料如何在船舶建造中使用，測試變得必不可少，而且在這方條路上將經(jīng)歷許多年的時間。 
 

沖擊試驗 
 

       沖擊試驗用來預(yù)測復(fù)合材料如何應(yīng)對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。進行復(fù)合材料沖擊試驗可展示重要的數(shù)據(jù)，比如韌性到脆性的轉(zhuǎn)變點、受到巨大撞擊后的剩余強度。 
 

疲勞性、壓縮度和彎曲度測試 
 

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

黏合劑測試 
 

       同樣的道理，因為復(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)點也必須經(jīng)過檢測。靜態(tài)的和循環(huán)的測試檢測黏合強度、去黏合模式和疲勞壽命。 
 

破壞承受度 
 

       測試也可以幫助檢測破壞承受度。測試結(jié)果確定是否一個極端事件將造成災(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)合材料測試的短期目標是為了設(shè)計一款重量輕、堅固、成本低、不會傾覆或因過早被腐蝕增加維修成本的適航船舶。長遠的目標是獲得數(shù)據(jù)為進一步完善和改進船舶設(shè)計提供幫助。
 

       復(fù)合材料在造船中的應(yīng)用可能還處在初級階段，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。隨著時間的推移，嚴格的測試將證明復(fù)合材料是許多海洋工程一流的材料。