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文献综述
1.1引言
玻璃钢又名玻璃纤维增强塑料，是一种以合成树脂为粘结剂，玻璃纤维为增强材料制成的新型复合材料。纤维增强树脂基复合材料具有比强度和比刚度高、可设计性强、耐腐蚀性能好等优点,己在能源、国防、航空航天等领域得到了广泛应用[1]。
1.2玻璃钢船的特点及其设计
玻璃钢船可以在长期处于温度变化着的海洋环境中航行,经长期曝晒、海水浸蚀和海浪冲刷后仍能安全行驶。玻璃钢还具有一定的抗化学腐蚀性,可防燃油、机油、蓄电池液蚀。熟化后的玻璃钢不再散发出有害气体,可保证船员有良好的居住条件[2]。由于玻璃钢属非磁性材料,利用来制造船舶的上层建筑,可以避免影响电子设备的使用精确度;用玻璃钢建造扫雷艇,可以避免发生触.玻璃钢具有很多优良的技术特性[3]。它的比重只有1.4-2.0，即只有普通钢材的1/4-1/6，比轻金属铝还要轻l/3左右，而机械强度却能达到或超过普通钢的水平[4]。玻璃钢是一种优良的绝热材料。导热系数只有金属的1/100-1/1000。玻璃钢在超高温的作用下能产生大量的气体，吸收大量的热量，因而在某些特殊情况下，玻璃钢是一种优良的热防护和耐烧蚀的材料。玻璃钢具有优良的耐腐蚀性能，对于水、大气、较低浓度的酸碱盐、多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。玻璃钢还具有多种优良的电绝缘性能，能透过高频电被，在电子和电工技术方面有重要的用途。此外，玻璃钢还有弹性好、非磁性、耐磨性较好等特点[5]。
由于玻璃材料的特殊性,所以玻璃钢船的设计方法与钢质船舶的设计方法有所不同保证玻璃钢结构不发生过度变形,及使任一点的法向应力、剪切应力不超越断裂标准允许值,因此,不能简单地借用经验设计方法,而必须进行仔细的结构计算,从估载荷、计算应力值来求得外板厚度、肋骨尺寸等[6]。然而,实际设计中的许多问题,仍然是应用的简单梁和板弯曲的理论及其公式进行计算解决的[7]。玻璃钢船建造时,没有现成的型材和板材,而是由原材料直接成型为最后需要的结构[8]。因此,在结构设计时应考虑到船体成型的良好工艺性,例如适应模具的斜度等。确定好所需条件及典型负荷状态后,就可进行各个项目的设计。性能设计,需考虑玻璃钢船使用的情况,并能使玻璃钢材料充分发挥特长，结构设计,包括总体结构和局部结构,如板厚、加强材型式的尺寸等的确定,都须以在已估算到的负荷或已确定的负荷作用下,玻璃钢结构不会被破坏(屈服),而且又不产生有害变形为准[8]。玻璃钢艇体能整体成型,但是它的弹性模量低,如设计得不确切,则会产生过大变形。应当指出,由于玻璃钢结构不易克服弹性变形,因此可以称其为柔性结构。为了充分利用玻璃钢的长处,弥补其短处,应注意下面几个问题:
(1)在局部结构中增强刚性时要避免产生硬点
(2)艇体结构要便于整体成型。
(3)重视结构件的刚性。
(4)结构的转角部位应设计成圆弧形,避免尖角。
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