玻璃钢复合材料船舶 材料、设计与制造技术的最新进展
玻璃钢复合材料天线罩
玻璃纤维知识 玻璃钢复合材料天线罩广泛应用于各种通信设施。该系列产品外形美观、质轻、加工运输及安装方便、电绝缘性佳、透波性强、防紫外线、抗冲击，在高温、低寒等恶劣环境中依然性能良好。在通信行业日益发达的今天，雷达天线居功至伟，作为其最外围的保护罩，玻璃钢发挥了独特的电性能、质轻等优势，大大提高了天线的优良物性。常用于板式天线、管式全向天线、吸顶天线等。可根据客户提供图纸、样品加工，按客户需求设计各种规格款式。 绝缘单梯的主要技术要求： （一）绝缘单梯外观、装配 1、绝缘梯外观：绝缘梯各部件外形不得有尖锐棱角，应倒圆弧。 2、绝缘梯装配：应符合YB3205之规定 （二）绝缘单梯一般要求 1、绝缘梯原材料应预选检验 2、绝缘梯使用的铝合金材料制件应做表面阳极氧化处理，轴类钢制件表面应有防护镀层；绝缘层压类材料制件加工表面应用绝缘漆进行处理。 3、绝缘梯金属部件表面粗糙度应≤6.3 绝缘梯各部件加工表面应规则、平整。绝缘部件表面应光滑、无气泡、皱纹或开裂，无明显的擦伤和过热痕迹，颜色应为本色（从浅黄绿到棕色） （三）绝缘单梯技术参数 产品别名：绝缘合梯,玻璃钢合梯,玻璃钢人字梯 产品材料: 绝缘玻璃钢 耐压等级: 220KV 产品规格：1.5米绝缘人字梯 同类产品规格: 2.0米绝缘人字梯、 2.5米绝缘人字梯、3.0米绝缘人字梯、3.5米绝缘人字梯、 4.0米绝缘人字梯、
5.0米绝缘人字梯、 6.0米绝缘人字梯。
绝缘单梯的主要技术要求： （一）绝缘单梯外观、装配 1、绝缘梯外观：绝缘梯各部件外形不得有尖锐棱角，应倒圆弧。 2、绝缘梯装配：应符合YB3205之规定 （二）绝缘单梯一般要求 1、绝缘梯原材料应预选检验 2、绝缘梯使用的铝合金材料制件应做表面阳极氧化处理，轴类钢制件表面应有防护镀层；绝缘层压类材料制件加工表面应用绝缘漆进行处理。 3、绝缘梯金属部件表面粗糙度应≤6.3 绝缘梯各部件加工表面应规则、平整。绝缘部件表面应光滑、无气泡、皱纹或开裂，无明显的擦伤和过热痕迹，颜色应为本色（从浅黄绿到棕色） （三）绝缘单梯技术参数 产品别名：绝缘合梯,玻璃钢合梯,玻璃钢人字梯 产品材料: 绝缘玻璃钢 耐压等级: 220KV 产品规格：1.5米绝缘人字梯 更多文章 https://www.sodocs.net/doc/1a18087738.html, 玻璃纤维厂编辑：blxwwk 同类产品规格: 2.0米绝缘人字梯、 2.5米绝缘人字梯、3.0米绝缘人字梯、3.5米绝缘人字梯、 4.0米绝缘人字梯、5.0米绝缘人字梯、6.0米绝缘人字梯。 绝缘单梯的主要技术要求： （一）绝缘单梯外观、装配 1、绝缘梯外观：绝缘梯各部件外形不得有尖锐棱角，应倒圆弧。 2、绝缘梯装配：应符合YB3205之规定 （二）绝缘单梯一般要求 1、绝缘梯原材料应预选检验
耐腐蚀复合材料管道-预应力钢筒混凝土给水管道(通用版)
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 耐腐蚀复合材料管道-预应力钢 筒混凝土给水管道(通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
耐腐蚀复合材料管道-预应力钢筒混凝土 给水管道(通用版) 预应力钢筒混凝土管最早是由法国邦纳公司研制的，生产和应用已有50多年的历史，目前已遍及西欧、北美、独联体、中东及北非等地区，在美国铺设PCCP管长度达29万千米，非洲和利比亚人工大运河工程，全长1900多千料，采用两条DN4000mmPCCP-E管。我国石家庄市引黄水库供水二期工程，使用了大量的DNl800mm预应力钢筒混凝土管，经运行表明情况良好。PCCP管在国外50年的运行经验证明，使用寿命可达50年以上。 (1)预应力钢筒混凝土管的结构。预应力钢筒混凝土管是由钢板、钢丝和混疑土构成的复合管材。它充分地发挥了钢材的抗拉，易密封性及混凝土的耐腐蚀性。它从型式上分两种：一种是内衬式预应力钢筒混凝土管(PCCP-L)，它是在钢筒内衬以混凝土后，在钢
筒外面缠绕预应力钢丝，再辊射砂浆保护层；另一种是埋置式预应力钢筒混凝土管(PCCP-E)，它是将钢筒埋置在混凝土中，然后在混凝土管芯上缠绕预应力钢丝，再辊射砂浆保护层。 (2)预应力钢筒混凝土(PCCP)管主要型号规格。见表4-35。 表4—35PCCP管主要型号规格 管型 公称直径/mm 内径/mm 外径/mm 壁厚/mm 长度/mm 质量/(t/节) PCCP-L 600 600 730
玻璃钢复合材料GFRP
玻璃钢复合材料 GFRP 在游艇船舶上的应用 在工业部门中，船舶是复合材料（composite material, 简称CM ）应用最多的领域之一。目前船舶中用量最大、范围最广的复合材料是玻璃纤维增强塑料，即玻璃钢（glass fiber reinforced plastics, 简称GFRP ）。 船用GFRP 具有下列优点： (1) 质轻、高强。 (2) 耐腐蚀，抗海生物附着。 (3) 无磁性。 (4) 介电性和微波穿透性好。 (5) 能吸收高能量，冲击韧性好。 (6) 导热系数低，隔热性好。 (7) 船体表面能达到镜面光滑，并可具有各种色彩。 (8) 可设计性好。 (9) 整体性好，船体无接缝和缝隙。 (10) 成型简便，批量生产性特别好。 (11) 维修保养方便，全寿命期的经济性能好。 由于GFRP 具有传统造船材料所无法比拟的优点，故倍受造船界的重视。经多年的开发应用，已成为一种重要的船用材料。但因其弹性模量低和受成型技术等的限制，尚不能建造太大的舰船，加之价格较贵，故在整个造船工业中的用量比钢材少。 自40 年代中期第一艘GFRP 船问世以来，世界各国相继开始研制各种GFRP 船舶，25 年间CM 船舶开发的业绩超过了钢质船舶近一个世纪的发展历程，尤其是美、英、日、意等国迄今仍保持强劲的势头。美国的GFRP 造船量居世界首位；日本1993 年GFRP 渔船的数量已超过32 万艘，GFRP 游艇则超过了20 万艘；据统计英国20 米以下的船有80 ％是采用GFRP 制造，而且还批量建造了世界上最大的GFRP 反水雷舰；意大利和瑞典也分别建成了各具特色的新颖硬壳式和夹层结构的大型GFRP 猎扫雷舰。中国从1958 年开始试制GFRP 船，迄今也已制造了数以万计的各种GFRP 船艇。下面对一些主要国家GFRP 船艇产品的研制和开发情况作一概述。 美国是使用CM 最早和最多的国家，40 年代初就宣告GFRP 研制成功。1946 年美国海军建成了长8.53 米的世界第一艘聚酯GFRP 艇，拉开了CM 造船的序幕。1954 年前后，美国的手糊成型工艺日趋成熟，即开始开发GFRP 游艇，次年就大量生产游艇、帆船等船艇。1956 年美国建造了2 艘不同结构形式的小型扫雷艇，开始了GFRP 在扫雷艇中的应用研究，国迄今最大的CM 舰船是于1991 年美建成的Osprey 号。美国还造了许多GFRP 游艇，最大的长达44 米。1966年美国开始批量生产大型渔船，1979 年就建造了390 艘。英国它的造船工业是最早使用GFRP 的部门，1962 年英国船舶登记局颁布了劳氏船级社关于 6 ～36 米长GFRP 船的技术规范。英国不仅是大型GFRP 反水雷舰艇的先驱国家，它在CM 高速艇的研制技术方面也属世界一流水平，建造了不少军用高速艇，它还研制了航速很高的轻型气垫船和横渡英吉利海峡的HM-2型气垫渡船。
CATIA_V5复合材料设计1
CATIA V5复合材料设计 介绍了航空复合材料的应用及CATIA 软件复合材料设计解决方案。包括复合材料本体的设计、DMU/CAE 分析、可制造性分析等等。本文以蜂窝夹层复合材料为例，介绍了CATIA V5 对复 合材料从设计、分析到制造的全过程。 引言 随着航空工业的发展，复合材料的应用显得越来越重要。复合材料的设计与传统金属结构设计不同，需要考虑诸多的因素，如：多种的材料组合、材料的各向异性、材料的铺层顺序、产品的可制造性等。CATIA V5 为复合材料设计提供了一整套完整而专业的解决方案，包括复合材料本体的设计、DMU/CAE 分析、可制造性分析等等。本文以蜂窝夹层复合材料为例，介绍了CATIA V5 对复合材料从设计、分析到制造的全过程。 一、蜂窝夹层复合材料简介 蜂窝夹层结构主要由两层面板(蒙皮)中间夹以蜂窝芯材(夹芯)用胶粘剂胶接构成，具有比强度和比刚度高，抗疲劳性能好和耐腐蚀等优点，同时还具有许多特殊功能，如：减震、消音、吸音、吸收和透射电磁波、隔热以及导流和变流等功能。 因此随着航空工业的发展，蜂窝夹层结构在飞机结构上广泛应用，如：前缘、后缘翼面，襟翼，扰流片，升降舵，方向舵，整流罩，地板，隔板等均为蜂窝夹层结构。 蜂窝夹层结构件的构成包括：（图1）
a) 面板； b) 边缘闭合件； c) 蜂窝夹芯。 航空蜂窝夹层结构多采用铝合金板或复合材料板材作面板，用铝、芳纶纸或玻璃布蜂窝作夹芯材料，用热固性胶粘剂通过加热加压的方法将二者粘接成为整体。蜂窝夹层结构件可 按不同的情况分为： 1) 按面板材料：分为复合材料面板和金属面板；（本文针对复合材料面板） 2) 按夹芯类型：分为蜂窝夹层结构、泡沫塑料夹层结构和蜂窝/泡沫塑料混杂夹层结构； 3) 按蜂窝材料：分为金属蜂窝夹层结构和非金属蜂窝夹层结构。 二、CATIA V5 复合材料设计 我们将复合材料的设计划分为：初步设计阶段、详细设计阶段、加工详细设计阶段、加工输出阶段等四个阶段（图2）。 CATIA V5 Composite design(CPD) 复合材料设计以流程为中心，能满足以上各个阶段的用户使用需求，为用户提供完整端到端的复合材料解决方案。 2.1 复合材料初步设计阶段 蜂窝夹层零件复合材料零件是由支撑面，蜂窝和外表面构成（见图1）；支撑面、外表面分别为铺层复合材料铺层，蜂窝为实体。因此，在进行复合材料设计前，我们必须在CATIA 曲面设计（GSD）
(完整版)12级复合材料结构设计参考资料
复合材料结构设计参考资料复合材料与工程 考试形式 笔试闭卷 考试时间和地点 时间：2015年6月25日14:00--15:40 地点：材料学院A107 题型与分数分布 一．名词解释 二．填空题 三．简答题 四．计算题
一、绪论 1.复合材料：由两种或两种以上具有不同的化学或物理性质的组分材料组成的一种与组分材料性质不同的新材料，且各组分材料之间具有明显的界面。 一相为连续相，称为基体；起连接增强体、传递载荷、分散载荷的作用。 一相为分散相，称为增强体（增强相）或功能体。是以独立的形态分布在整个连续相中的，两相之间存在着相界面。（分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填料） 主要起承受载荷的作用，赋予复合材料以一定的物理、化学功能。 2.复合材料分类： A按基体材料分：树脂基的复合材料、金属基复合材料、无机非金属复合材料 B按分散相形态分：连续纤维增强、纤维织物增强、片状材料增强、短纤维增强、颗粒增强C按增强体材料种类分类：玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维。 D按用途分类：结构复合材料：利用复合材料的各种良好力学性能用于制造结构的材料。 功能复合材料：指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料 3.复合材料的结构层次： 三次结构：纤维缠绕压力容器，即平常所说的制品结构（a） 二次结构：从容器壁上切取的壳元即是由若干具有不同纤 维方向的单层材料按一定顺序叠合而成的层合 板（b） 一次结构：层合板的一个个铺层，是层合板的基本单元（c） 二、单层板的宏观力学分析 1.单层板的正轴刚度 正向:也就是说应力方向与坐标方向一致方向为正向，相反为负向。 正面：截面外法线方向与坐标轴方向一致的面，否则为负面。 σ1和σ2——表示正应力分量:拉伸为正，压缩为负，也就是使整 个单层板产生拉伸时的应力为正应力，而使单层板产生压缩时的应 力为负应力。 τ12——表示剪应力分量:其中正面正向为正；负面负向也为正。 A．力学实验 a.纵向单轴试验： 纵向泊松比v1是单层板由于纵向单轴应力σ1而引起的横向线应变ε2(1)与纵向线应变ε1(1)的比值。（ε2(1)表示的是这个应变是由纵向应力σ1引起的） b.横向单轴试验
玻璃钢
玻璃钢 玻璃钢（FRP）亦称作GFRP，即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体。以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称谓玻璃钢，注意与钢化玻璃区别开来。由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。质轻而硬，不导电，性能稳定.机械强度高，回 收利用少，耐腐蚀。可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。 玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料，俗称FRP（Fiber Reinforced Plastics），即纤维增强复合塑料。根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料（GFRP），碳纤维增强复合塑料（CFRP），硼纤维增强复合塑料等。它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。纤维增强复合材料是由增强纤维和基体组成。纤维（或晶须）的直径很小，一般在10μm以下，缺陷较少又较小，断裂应变约为千分之三十以内，是脆性材料，易损伤、断裂和受到腐蚀。基体相对于纤维来说，强度、模量都要低很多，但可以经受住大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是韧性材料。 中文名玻璃钢外文名GFRP称谓玻璃纤维增强塑料俗称FRP 原理 复合材料的概念是指一种材料不能满足使 用要求，需要由两种或两种以上的材料复合在一起，组成另一种能满足人们要求的材料，即复合材料。例如，单一种玻璃纤维，虽然强度很高，但纤维间是松散的，只能承受拉力，不能承受弯曲、剪切和压应力，还不易做成固定的几何形状，是松软体。如果用合成树脂把它们粘合在一起，可以做成各种具有固定形状的坚硬制品，既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力。这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。由于其强度相当于钢材，又含有玻璃组分，也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，象玻璃那样，历史上形成了这个通俗易懂的名称“玻 璃钢”，这个名词是由原国家建筑材料工业部部长赖际发同志于1958 年提出的，由建材系 统扩至全国。玻璃钢的含义就是指玻璃纤维作增强材料、合成树脂作粘结剂的增强塑料，国外称玻璃纤维增强塑料。随着我国玻璃钢事业的发展，作为塑料基的增强材料，已由玻璃纤维扩大到碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等，无疑地，这些新型纤维制成的增强塑料，是一些高性能的纤维增强复合材料，再用玻璃钢这个俗称就无法概括了。考虑到历史的由来和发展，通常采用玻璃钢复合材料，这样一个名称就较全面了。 分类 玻璃钢产品分类：
管道——国外新兴的复合材料和先进制造技术在油田中的应用_董鹃
国外新兴的复合材料和先进制造技术在油田中的应用 董 鹃 (大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,163712) 摘 要 在油田生产中,输油管道的腐蚀是有待解决的大问题。在过去的多年里,油田一直采用金属管道,其造价昂贵,防腐效果又不是很好,所以人们一直在寻求一种造价低,防腐效果更佳的材料来取代它。复合材料因其重量轻、耐腐蚀、价格低等特点,成为取代金属材料的首选而被广为采用,从而带动了复合材料工业的迅猛发展。各种性能更高的新型复合材料层出不穷,各种复合材料加工的新技术不断涌现。本文介绍了国外新兴复合材料和先进制造技术,并分析了它们在油田中的应用和发展。 关键词 复合材料,输油管,防腐蚀 Application of New Composites and Advanced Manufacturing Technology for Oil Field Dong Juan (Exploration and Development Research Institute,Daqing Oil Field Co.Ltd,163712) ABSTRACT Due to the advantages such as high strength,lightweight,corrosion resistance,composites are the first choice to be widel y used to reduce the costs and improve corrosion res istant property of metal pipes in the oil production.This paper briefly in-troduces the new composites and advanced manufacturing technology and analyzes its application and develop ment in oil field in-dustry. KEYWORDS Composites,oil pipe,corros ion resistace 1 前 言 在油田管道输送中,腐蚀一直是一个有待攻克的难关。世界各国每年因管道腐蚀造成巨大的经济损失,据专家统计:美国约20亿美元,英国约17亿美元,德国和日本约33亿美元。人们正在寻找一种新材料来代替传统的防腐保温金属管道,从根本上解决管道腐蚀问题。 复合管道以其强度大、重量轻、耐腐蚀等特点应运而生,在油田广泛采用。复合管道的发展也与今后油气管道改进息息相关。尤其是对地处气候恶劣地区的油田,开发和应用高性能的复合材料显得尤为重要。 随着管道工业的迅猛发展,对耐蚀油气管道的要求越来越高,各种新兴的高级复合管道材料和更先进的制造技术层出不穷。 当今世界先进的工业国家,如美国、俄罗斯、加拿大、英国、瑞典、日本等,应用复合管的数量与日俱增,对高性能的复合材料和复合管制造的研究也十分积极和深入。2 先进复合材料在油田中的应用过去,石油工业一直使用传统的玻璃纤维增强塑料(FRP)。在相对低温低压腐蚀环境中,FRP因其较低的成本,而成为替代诸如碳钢等传统材料的首选。而相对于传统的FRP,新兴的先进复合材料除具有重量轻、易加工、绝缘且耐腐蚀的共同特点外,还具有坚固、耐热和导电性好的特性。 先进复合材料(ACM)是现代最引人注目的复合材料。在AC M开发的最初,应用于国防及航天工业,随着AC M在油田中的应用开发取得了进展, ACM在油田勘探生产中开始大展身手。 现有的三种先进复合材料(聚合物基、金属基和陶瓷基复合材料)中,聚合物基复合材料是其中最有效也是成本最低的一种。这里着重叙述聚合物基复合材料。通常,聚合基复合材料中含有高性能热固性或热塑性材料、连续纤维、涂敷钢带、金属单晶纤维或陶瓷粒状填料。以下是国外新开发的几种ACM管材。 2.1 钢带夹层管(SSL) 1997年11月Ameron国际公司推出商业化钢带 第2期纤维复合材料No.245 2003年6月F IBERC OMP OS ITES J un.,2003
对于玻璃钢复合材料的用途你了解多少
对于玻璃钢复合材料的用途你了解多少 How much do you know for purposes of glass fiber reinforced plastic composites 玻璃钢复合资料用于野战工事的优点 The advantages of FRP composite materials used in the fieldwork 玻璃钢（FRP）亦称作GRP，即纤维强化塑料，是一种树脂基复合资料。普通指用玻璃纤维加强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。 Glass fiber reinforced plastic (FRP) is also called GRP, the fiber reinforced plastic, is a kind of resin matrix composite materials. Normal refers to glass fiber reinforced unsaturated polyester, epoxy resin and phenolic resin matrix. 玻璃钢是目前世界上产量最大、用处最广的复合资料，玻璃钢工业是往常最抢手的工业之一，它以其优秀的性能在各个范畴得到普遍
的应用，如:储罐、管道、建筑、交通运输、运动与游乐器材、船艇等方面都得到普遍应用。在野战筑城中，用玻璃钢做的各种工事在战争中起到了重要作用，在将来高技术战争中将发挥越来越大的作用。 FRP production in the world is the largest, the most widely use of composite materials, glass fiber reinforced plastic industry is always one of the most popular industry, with its excellent performance has widespread application in various categories, such as: storage tank, pipe, construction, transportation, sports and recreation equipment, boats, etc have been widely used. In field fortification, made of glass fiber reinforced plastic works played an important role in the war, in the future high technology war will play a growing role. FRP(玻璃纤维加强塑料,简称玻璃钢)是以合成树脂为基体、玻璃纤维(织物)为加强资料的复合资料。具有许多优秀的特性: FRP (glass fiber reinforced plastics, glass fiber reinforced plastic) is a synthetic resin as the matrix and glass fiber composite material (fabric) in order to strengthen the information. With many excellent properties:
复合材料课程设计说明书
目录 1 引言 (2) 2 造型设计 (4) 3 性能设计 (5) 3.1原材料选择 (5) 3.2管道各层性能设计 (7) 4 结构设计 (8) 4.1玻璃钢管受力分析 (8) 4.2管壁厚计算及校核 (8) 5 工艺设计 (10) 5.1纤维缠绕制管所用设备 (10) 5.2纤维缠绕制管工艺 (10) 6 玻璃钢管道安装连接 (12) 7 管道性能试验及检验 (13) 7.1玻璃钢管轴向拉伸试验 (13) 7.2玻璃钢轴向压缩试验 (13) 7.3玻璃钢平行板外载试验 (13) 7.4玻璃钢管短时水压失效压力试验 (13) 7.5玻璃钢管外观质量检验 (13) 8 小结 (15) 参考文献 (16)
1引言 管道是现代工业中流体（气体或液体）输送的重要材料，传统的管道有钢管、混凝土管和铸铁管，但由于其易锈蚀、质量大，已不能满足现代工业的需要，又由于玻璃钢的诸多优势，使得玻璃钢管道（简称GRP管）应运而生[1、2]。 玻璃钢管道玻璃钢管道简称FRP管道。具有耐久性好、摩擦阻力小，输运能力高，安装方便、耐化学腐蚀性强、使用寿命长等优点，可降低管道因维护、更换停产带来的损失，主要应用在石油、电力、化工、造纸、制革、冶金、城市给排水、废水处理及农业灌溉等。 与钢管相比，玻璃钢管道的优点有： (1)耐腐蚀性。FRP管道能够抵抗酸、碱、盐、海水、未经处理的污水、腐蚀性土壤或地下水及众多化学流体的腐蚀。 (2)耐热抗冻性好。FRP管的温度使用范围一般在-40℃~80℃之间，若先用特殊树脂其使用温度可达到更高。 (3)轻质高强，运输安装方便。FRP管道的比重为1.7~1.9，与同压力、同管径的其他材质管道比较，FRP管道单位长度、重量约等于钢管的30％，因此运输安装十分方便，FRP管道每根长度可达12m，安装快速简便。另外可免除安装钢管所需的焊接和防锈、防腐处理等工序。 (4)摩擦阻力小，输送能力高。FRP管道内表面非常光滑，糙率系数小，水利系数可长期保持在145～150范围内，经测试得到其水流摩阻损失系数为0.000915，能显著减少沿程的流体压力损失，提高输送能力20％以上。 (5)不生锈。由于玻璃钢管是由非金属材料树脂及玻璃纤维复合而成，所以，它们不论在使用过程还是在闲置过程中，均不会生锈，因而也就无需进行防锈、除锈处理。 (6)可设计性强。根据具体使用情况，可对缠绕玻璃钢管的具体性能及形状进行设计： ①可对缠绕时的缠绕角进行设计，以便管具有不同的纵/环向强度分配；②可对管壁厚进行设计，以便管可以承受不同的内外压；③可对材料进行设计，以达到不同的耐腐蚀目的、阻燃目的、介电目的等；④可对授头方式进行设计，适用不同的安装条件，以提高工程安装速度。 (7)可修复性强、维护方便。缠绕玻璃钢管罐不生锈、不结垢、耐腐蚀性能好，一般情况下无需维护；即使需要维护，由于其重量轻，可维修性强，所以，维修起来也是十分方便的。
玻璃纤维复合材料的十大应用领域
玻璃纤维复合材料的十大应用领域 玻璃纤维（英文原名为：glassfiber或fiberglass ）是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。 一、船艇 玻璃纤维复合材料具有耐腐蚀性、重量轻、增强效果优越等特点，被广泛用于制造游艇船体、甲板等。 二、电子电气
玻璃纤维增强复合材料在电子电气方面的运用主要是利用了它的电绝缘性、防腐蚀性等特点。复合材料在电子电气领域的应用主要有以下几个部分： 1、电器罩壳：包括电器开关盒、电器配线盒、仪表盘罩等。 2、电器原件与电部件：如绝缘子、绝缘工具、电机端盖等。 3、输线电包括复合电缆支架、电缆沟支架等。 三、风能
风能是无污染、可持续的能源之一，采用风能发电是开发新能源的一种途径。玻璃纤维具有优越的增强效果、重量轻等特点，是用于制造玻璃钢叶片和机组罩的一种良好材料。 四、航空航天、军事国防 由于航空航天、军事等领域对材料的特殊要求，玻纤复合材料所具有的重量轻，强度高，耐冲击及阻燃性好等特色能为这些领域提供了广泛的解决方案。 复合材料在这些领域的应用如下： --小飞机机身 --直升机外壳和旋翼桨叶 --飞机次要结构部件（地板、门、座椅、辅助油箱） --飞机发动机零件
玻璃钢复合材料发展概述
玻璃钢玻璃钢发展概述 我国FRP/CM（玻璃钢/玻璃钢）工业肇始于1958年。处于当时的时代背景下，一开始是为国防配套的，1978年后，从计划经济转型为市场需求导向，生产社会化，国家建设与人民生活所需的FRP/CM日益发展。 在党中央、国务院的领导下，原国家建筑材料工业部（局）对我国玻璃钢／玻璃钢工业的发展起了先导性和基础性的作用。 上世纪60年代中叶，我国即已研发与生产火箭发动机壳体、导弹头部、火箭筒、枪托、炮弹引信、高压气瓶、飞机螺旋桨、贮罐、风机叶片、农用喷雾器、撑杆、弓、跳水板、滑翔机尾翼等多种玻璃钢制品。 1965年10月，国家科委、国防科委、建材部联合召开全国玻璃钢工作会议，并举办展览会。党和国家领导人朱德、邓小平莅临参观。这期间，引进英国UPR（不饱和聚酯树脂）生产线，促进了我国UPR及其玻璃钢制品生产的技术进步与普及，对日后我国基体树脂及GRP的发展起了启蒙和基础性作用。 改革开发30年来，引进了纤维缠绕管道与罐生产线（包括工艺管、夹砂管、高压管、卧式与立式贮罐）、拉挤、SMC/BMC、RTM、连续采光板及LFT-D生产线等装备；引进了环氧树脂与不饱和聚酯生产软硬件。我国在吸收日、美技术之后，自行研发，建成了具有世界先进水平的玻纤工业。 基体材料与增强材料工业已为中国玻璃钢的进一步发展奠定了雄厚的基础。 我国玻璃钢产量跃居世界第二 历经50年、半个世纪，尤其是改革开发以来的30年，通过自主创新与吸收国际先进技术，FRP/CM在中国已成为朝阳产业。神舟飞船上天，其返回舱主承力结构，低密度SMC 等FRP件荣获国家科技进步二等奖，标志着我国玻璃钢科学技术已臻世界先进水平。 1986年～2007年，我国玻璃钢（热固性）增长近160倍。总量在上世纪90年代末期超过德国，本世纪初超过日本，热固性玻璃钢已超过欧洲总和。如今，我国FRP/CM年产量已超过日本、西欧，仅次于美国，居世界第二。 打下丰厚的原辅材料基础 （一）增强材料
复合材料
复合材料（高性能组合材料） 复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。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、金属丝和硬质细粒等。 复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用，代替了很多传统的材料。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为： ①纤维增强复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。 ②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄；芯材质轻、强度低，但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种。 ③细粒复合材料。将硬质细粒均匀分布于基体中，如弥散强化合金、金属陶瓷等。 ④混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比，其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高，并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。 复合材料主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。 结构复合材料是作为承力结构使用的材料，基本上由能承受载荷的增强体组元与能连接增强体成为整体材料同时又起传递力作用的基体组元构成。增强体包括各种玻璃、陶瓷、碳
复合材料结构
复合材料结构设计的特点 (1) 复合材料既是一种材料又是一种结构 (2) 复合材料具有可设计性 (3) 复合材料结构设计包含材料设计 复合材料区别于传统材料的根本特点之一可设计性好（设计人员可根据所需制品对力学及其它性能的要求，对结构设计的同时对材料本身进行设计） 具体体现在两个方面1力学设计——给制品一定的强度和刚度、2功能设计——给制品除力学性能外的其他性能 复合材料力学性能的特点 (1) 各向异性性能材料弹性主方向：模量较大的一个主方向称为纵向，用字母L表示，与其垂直的另一主方向称为横向，用字母T表示。通常的各向同性材料中，表达材料弹 )和ν(泊松比)或剪切弹性模量G。 对于复合材料中的每个单层，纵向弹性模量E L、横向弹性模量E T、纵向泊松比νL (或横向泊松比νT)、面内剪切弹性模量G LT。 耦合现象：拉剪耦合与剪拉耦合、弯扭耦合与扭弯耦合 (2) 非均质性 耦合变形：层合结构复合材料在一种外力作用下，除了引起本身的基本变形外，还可能引起其他基本变形。 (3)层间强度低 在结构设计时，应尽量减小层间应力，或采取某些构造措施，以避免层间分层破坏。 研究复合材料的刚度和强度时，基本假设： (1) 假设层合板是连续的。由于连续性假设，使数学分析中的一些连续性概念、极限概念以及微积分等数学工具都能应用于力学分析中。 (2）假设单向层合板是均匀的，多向层合板是分段均匀的。 (3) 假设限于单向层合板是正交各向异性的：即认为单向层合板具有两个相互垂直的弹性对称面。 (4) 假设限于层合板是线弹性的：即认为层合板在外力作用下产生的变形与外力成正比关系，且当外力移去后，层合板能够完全恢复其原来形状。 (5) 假设层合板的变形是很小的。 上述五个基本假设，只有多向层合板的分段均匀性假设和单向层合板的正交各向异性假设，与材料力学中的均匀性假设和各向同性假设有区别。 平面应力状态与平面应变状态 平面应力状态：单元体有一对平面上的应力等于0。（σz＝0，τzx＝0，τzy ＝0） 平面应变状态（平面位移）：εz＝0（即ω＝0），τzx＝0(γ31＝0)，τzy ＝0(γ32＝0 )， σz一般不等于0。 复合材料连接方式 复合材料连接方式主要分为两大类：胶接连接与机械连接。胶接连接：受力不大的薄壁结构，尤其是复合材料结构；机械连接：连接构件较厚、受力大的结构。
输油管道加固用复合材料
输油管道用加固材料 我国众多在役油气输送管道在服役过程中由于腐蚀、机械损伤和外部荷载等原因产生很多缺陷,这些缺陷降低了管道的强度。在管壁减薄部位(如腐蚀处)会产生应力集中现象,当此处的应力大于材料的抗拉强度极限时,该部位将发生破裂失效和泄漏。 用复合材料修复管道极大的降低了管道更换费用,并且节约了时间,是当前行业内比较认可的一种修复方法。选用何种复合材料进行修补会更加经济，能更好地达到修复效果是本文研究的主要问题。 目前，复合材料管体缺陷修复技术主要有三种修复方法，一种是预成型法，一种是湿缠绕法，还有一种正在研究中的预浸料法。 1.采用预浸料工艺时对材料的选用 从制备和使用角度，预浸料最大的特点是树脂/纤维的复合与修补的进行是各自独立进行的。在一定温度或溶剂的作用下，先将含有固化剂的树脂浸渍纤维形成预浸料布，而后储存备用，待进行管道修补时将预浸料布缠绕在缺陷处，通过工装设备进行固化。预浸料的首要的技术研究重点是树脂体系的开发，根据预浸料制备和使用特点，要求预浸料用树脂体系必需具备以下性能和
工艺特点，而这些因素在手糊用树脂体系中无需考虑。 1）为了保证预浸料能够长期保存、随时使用，树脂的固化反应活性需适中，在室温下固化反应活性低，在一定的时间内不发生明显的变化，而在一定的温度下能够较快固化，降低对加热设备的要求，并保证修补施工的效率，这一点主要由固化剂的性质决定。 2）特殊的工艺性要求：为了预浸料布储存收卷和使用的方便，要求树脂的粘性适中，若粘性太高则收卷时预浸料布会紧密的粘结在一起，而难以展开，若粘性太低则预浸料铺贴时不易与管道表面贴合，影响复合材料的增强效果，这一点主要由树脂本身的性质决定。 3）制备的要求。为了实现树脂对纤维的良好浸渍，可以采用将树脂加热和添加溶剂的方法降低树脂粘度，对于加热的方法要求树脂的粘度足够低且在加热温度下长时间不与固化剂发生反应，对于添加溶剂的方法要求溶剂对树脂和固化剂有很高的溶解性，鉴于溶剂的使用量较大，必需选择低毒或无毒且通用的溶剂，提高预浸料制备的安全性并降低制备成本。 通过上述分析可知，树脂、固化剂以及溶剂的选择是配方设计的重点，为此应首先提出对三者的选配方案。 1.1 树脂 对于承力用复合材料而言，常用的树脂包括环氧树脂、不饱和聚酯以及乙烯基树脂等，其中环氧树脂是指含有两个或两个以
复合材料玻璃钢
玻璃钢的发展、应用和展望 【摘要】随着科技技术的发展，玻璃钢复合材料已成为新材料领域的重要先导材料，是发展现代工业、国防和科学技术不可或缺的基础材料，行业发展潜力巨大。文章重点介绍了玻璃钢复合材料的材料性能、行业发展、应用现状、趋势展望。 通过这学期“航空复合材料”这门课的学习，我开始了解并接触到一些复合材料，由于复合材料领域家族庞大，我特地选择一种常用的复合材料-玻璃钢展开进一步的学习。受到老师上课介绍复合材料的启发，我将从材料的成型，性能，国内外进展，应用和未来趋势进行引述。 近年来各种复合材料在工业技术中获得了日益广泛的应用。其中玻璃钢复合材料就是目前使用比较广泛的有机高分子基复合材料,简称玻璃钢，是以高分子有机树脂为基体,采用玻璃纤维进行性能增强的复合材料。用玻璃纤维增强热固性塑料的玻璃钢叫做热固性玻璃钢(FRP);用玻璃纤维增强热塑性塑料的玻璃钢叫做热塑性玻璃钢(FIP)。目前在生产中使用比较多的是热固性塑料玻璃钢。那么我简要介绍FRP的成型方法，其中有手糊成型工艺、喷射成型工艺、模压法、RTM（树脂传递模塑）成型工艺。手糊成型工艺主要是在涂有脱模剂的模具上,将加有固化剂的树脂混合料和玻璃纤维织物手工逐层铺放,浸胶并排除气泡,叠层至要求的厚度后固化,形成所需的制件。喷射成型工艺是将混有引发剂和促进剂的两种聚酯树脂分别从喷枪两侧喷出,同时将切断的玻纤粗纱由喷枪中心喷出,使其与树脂均匀混合,沉积到模具上，当沉积到一定厚度时,用辊轮压实,使纤维浸透树脂,排除气泡固化后成制品。模压法分为热压法和冷压法，模压工艺主要控制两个关键参数，即温度和压力。RTM成型工艺
基本原理是将璃纤维增强材料放到封闭的模腔内,用压力将树脂胶液注入腔,浸透玻纤增强材料,然后固化,脱模后成制品。玻璃钢的密度小，耐腐蚀、耐老化、不生锈、防水、密封效果好，甚至还有吸振、隔音、隔热的效果。其力学性能也十分出色，抗拉强度略低于碳钢，比强度较一般碳钢大2-5倍，比模量较一般碳钢大得多，刚度也比较大，抗疲劳强度几乎接近钢材的一半，且发生疲劳破坏前有明显的征兆。 1958年第一块玻璃钢板的成功压制，标志着中国玻璃钢工业正式诞生，改革开放后，特别是“十五”计划以来，我国玻璃钢在生产技术、产品种类、生产规模等方面迈过了由小到大的台阶，形成了较为完善的工业体系。工艺技术及装备已与国际同步，产品种类齐全，产量已超过德国、日本和美国，居全球第一，标准化体系和研发生产测试体系不断完善。产品应用领域不断扩大，由最初的航天耐烧蚀防热部件发展到现在的航天、航空、船舶、交通运输、能源、建筑、石油、化工、节能环保、电子电器、医疗、体育运动器械等国防和国民经济各领域。玻璃钢复合材料经过70多年的发展，在全球范围内已经成为一个重要的技术产业，产量大幅提升，2013年全球产量已达1060万t，是1978年产量的 5.3倍;产值大幅提高，2013年产值达900亿欧元。北美、欧洲和亚洲为主要的生产和应用地区，2011年，三个地区分别占全球产量的35%、22%和43%，占全球产值的36%、33%和31%;最近两年，美国玻璃钢产量和产值均有所下降，2013年占全球产量的28%，占全球产值的32%;欧洲玻璃钢产量增长缓慢，
复合材料结构设计部分习题
1.已知铝的工程弹性常数E＝69Gpa，G=26.54Gpa，υ=0.3,试求铝的柔量分量和模量分量。 2.由T300/4211复合材料的单向层合构成的短粗薄壁圆筒,如图2-2所示,单层方向为轴线 方向。已知壁厚t为1mm，圆筒平均半径R0为20mm，试求在轴向力p= 10kN作用下，圆筒平均半径增大多少(假设短粗薄壁圆筒未发生失稳，且忽略加载端对圆筒径向位移的 约束）？ 3.一个用单向层合板制成的薄壁圆管，在两端施加一对外力偶矩M=0.1kN·m和拉力 p=17kN（见图2-10）。圆管的平均半径R0=20mm，壁厚t=2mm。为使单向层合板的纵向为最大主应力方向，试求单向层合板的纵向与圆筒轴线应成多大角度？ 4.试求B（4）/5505复合材料偏轴模量的最大值与最小值，及其相应的铺层角。 5.一个由T300/4211单向层合板构成的薄壁圆管，平均半径为R0，壁厚为t，其单层纵 向与轴线成450。圆管两头在已知拉力P作用下。由于作用拉力的夹头不能转动，试问夹头受到多大力偶矩？ 6.由T300/4211复合材料构成的单向层合圆管，已知圆管平均半径R0为20mm ，壁厚t 为2mm ，单层的纵向为圆管的环向，试求圆管在受有气体内压时，按蔡-胡失效准则计算能承受多大压力p？ 7.试求斯考契1002（玻璃/环氧）复合材料在θ=450偏轴下按蔡-胡失效准则计算的拉伸 与压缩强度。 8.试给出各向同性单层的三维应力-应变关系式。 9.试给出各向同性单层的三维应力-应变关系式。 10.试给出单层正轴在平面应变状态下的折算柔量和折算模量表达式。 11.试给出单层偏轴时的ij与正轴时的Cij之间的转换关系式。 12.已知各向同性单层的工程弹性常数E、G、υ具有如下关系式： ------------------------------------G=E/2（1+v） 试分别推导其对应的模量分量与柔量分量表达式。 13.两个相同复合材料的单向层合板构成同样直径与壁厚的圆筒，一个单层方向是轴线方 向，另一个单层方向是圆周方向，将两个圆筒对接胶接，当两端受有轴向力时，试问两个圆筒的直径变化量是相同还是不相同的，为什么？
CATIA V5复合材料设计
CATIA V5复合材料设计 浦一飞李金超 引言 随着航空工业的发展，复合材料的应用显得越来越重要。复合材料的设计与传统金属结构设计不同，需要考虑诸多的因素，如：多种的材料组合、材料的各向异性、材料的铺层顺序、产品的可制造性等。CATIA V5 为复合材料设计提供了一整套完整而专业的解决方案，包括复合材料本体的设计、DMU/CAE分析、可制造性分析等等。本文以蜂窝夹层复合材料为例，介绍了CATIA V5 对复合材料从设计、分析到制造的全过程。 一、蜂窝夹层复合材料简介 蜂窝夹层结构主要由两层面板(蒙皮)中间夹以蜂窝芯材(夹芯)用胶粘剂胶接构成，具有比强度和比刚度高，抗疲劳性能好和耐腐蚀等优点，同时还具有许多特殊功能，如：减震、消音、吸音、吸收和透射电磁波、隔热以及导流和变流等功能。 因此随着航空工业的发展，蜂窝夹层结构在飞机结构上广泛应用，如：前缘、后缘翼面，襟翼，扰流片，升降舵，方向舵，整流罩，地板，隔板等均为蜂窝夹层结构。 蜂窝夹层结构件的构成包括：（图1） 图1 蜂窝夹层复合材料 a) 面板； b) 边缘闭合件； c) 蜂窝夹芯。 航空蜂窝夹层结构多采用铝合金板或复合材料板材作面板，用铝、芳纶纸或玻璃布蜂窝作夹芯材料，用热固性胶粘剂通过加热加压的方法将二者粘接成为整体。蜂窝夹层结构件可 按不同的情况分为： 1) 按面板材料：分为复合材料面板和金属面板；（本文针对复合材料面板）
2) 按夹芯类型：分为蜂窝夹层结构、泡沫塑料夹层结构和蜂窝/泡沫塑料混杂夹层结构； 3) 按蜂窝材料：分为金属蜂窝夹层结构和非金属蜂窝夹层结构。 二、CATIA V5 复合材料设计 我们将复合材料的设计划分为：初步设计阶段、详细设计阶段、加工详细设计阶段、加工输出阶段等四个阶段（图2）。 CATIA V5 Composite design(CPD) 复合材料设计以流程为中心，能满足以上各个阶段的用户使用需求，为用户提供完整端到端的复合材料解决方案。 2.1 复合材料初步设计阶段 蜂窝夹层零件复合材料零件是由支撑面，蜂窝和外表面构成（见图1）；支撑面、外表面分别为铺层复合材料铺层，蜂窝为实体。因此，在进行复合材料设计前，我们必须在CATIA 曲面设计（GSD）和零件设计（PDG）中，准备相关的曲面、相关轮廓线和蜂窝实体，然后再进入到Composite Design中进行复合材料设计。 在初步设计阶段，CATIA 复合材料设计（CPD）为用户提供以下功能： 1. 建立复合材料库，根据用户的需求，定义复合材料属性，基本参数包括所属材料库、纤维铺设角度、复合材料有限元属性等。 2. 选择定义好的复合材料库、复合材料属性（如纤维方向的命名和排序），并且设置CATIA复合材料环境参数。 3. 根据已经有的支撑面及轮廓定义Zones Group.1（区域组1）；在Zones Group.1 内定义区域和过渡区，并且根据设计要求定义层压板相关属性。