海洋用複合材料、特に船体構造に適用される複合材料は、主にポリマーベースの複合材料である。構造に応じて、ラミネート(繊維強化複合材料)とサンドイッチ構造複合材料の 2 つのタイプに分類できます。重要な複合材料は、強化材、樹脂(マトリックス)、コア材の 3 つの側面です。
異なる軸受位置に応じて、主軸受構造、二次軸受構造、非軸受構造などに分けることができます。機能に応じて、構造、減衰、音響(含む)の5つの材料シリーズに分けることができます。吸音、遮音、音響透過)、ステルス(電波吸収、電波透過、反射、周波数選択を含む)、保護。
性能の優位性は主に次の点に反映されます。軽量かつ高強度で、船体の予備浮力を効果的に向上させることができます。構造と機能が一体化されており、通常は音響、レーダー、振動低減、保護、低磁気などの構造負荷を満たす条件下で性能を設計できます。その他の特性については、一般的な材料成形プロセスも同様です。構造形成プロセス。耐食性は、高塩分、高湿度、紫外線などの厳しい海洋環境の要件を満たすことができます。耐老化性は船舶の長寿命要件を満たすことができます。
現在、炭素繊維複合材料は、航空宇宙、スポーツ・レジャー、自動車産業、環境エネルギー、土木工学などの分野で広く使用されています。その適用範囲はほぼどこにでもあります。中でも、ボート、ヨット、大型船舶などの船舶分野では、炭素繊維の応用が進んでいます。炭素繊維は船体の振動を軽減し、船舶間の無線通信環境を良好に維持できるため、船舶に最適な素材です。
さらに、炭素繊維を使用する最も重要な理由は、この材料が軽量化によって船舶の速度と燃費を向上させることができることです。たとえば、ガラス繊維複合材料(GFRP)の代わりに炭素繊維強化複合材料(CFRP)を使用することにより、船体の重量を軽減できます。
ヨットに炭素繊維とその複合材料を適用すると、上部構造と甲板機器に CFRP を使用することで、船の重量をさらに削減し、安定性を向上させることができます。カーボンファイバードライブシャフトは重量を軽減し、振動を軽減することもできます。プロペラブレードにカーボンファイバーを使用するなど、幅広い用途の可能性もあります。
船舶製造におけるコストを考慮した場合、設計要件を満たすことを前提として、ハイブリッド繊維複合材料を使用する設計手法が登場しました。複数の繊維強化材料を混合して使用することで、単繊維複合材料のいくつかの欠点が克服され、物理的および機械的特性が向上し、材料の設計性がさらに向上します。船舶の強度、層内、層間の性能を満たし、船舶の軽量化、高強度化の要求をさらに実現するために、補強材で形成された二次元、三次元織物を設計ニーズに応じて製造することができます。
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投稿時間: 2022 年 3 月 7 日