舰船用玻璃钢夹层结构设计基础
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: 不同的胶合板 ! 其性能略有不同 ! 我们所进行过试验的胶合板密度为 F 其性能列于表 ’ H S Y @ W X Z! 表 ’ 胶合板基本力学性能
拉 性 能 纵向 强度 + . R< = 模量 + . ; < = : ’ J F H J : T
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2 原材料性能
原材料主要指玻璃钢和芯材 I对玻璃钢的要求主要是耐水性能好 H 湿态强度高等 I对于芯材要求主 要是 B 吸水性要小 F 希望泡沫材料是闭孔的 F 有一定硬度 F 有较好的工艺性 F 与树脂不发生作用等 I 芯材有 软木 H 泡沫塑料 $ 聚氨酯 H 聚氯乙烯 H 酚醛等 ’ 碎木 H 胶合板 H 木材 H 蜂窝等 I 轻木 H 软木因有较大吸水 轻木 H H 性而被淘汰 G 蜂窝芯主要用于上层建筑 I
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泡沫塑料 5 J 5 J 5 聚氯乙烯 + . < LM 聚氯乙烯泡沫塑料的平压 ? 剪切性能的统计公式 + 统计时包括国外试验数据 . 如下 + 其单位同上 .
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周祝林等L 舰船用玻璃钢夹层结构设计基础
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表 ! 松木基本力学性能
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. 船体局部强度涉及的玻璃钢夹层结构设计
高速船为了减轻船体重量 5 在舷侧板 6 甲板 6 舱壁板 6 尾封板 " 通常为胶合板芯 * 和上层建筑甲板室的 板面内压缩和剪切等 7由于夹层结构中 壁板采用玻璃钢夹层结构 7这些板的基本受力形式有横向弯曲 6 芯材性能较低 5 故在进行夹层结构设计时有一些特殊要求 7
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收稿日期 B 修改稿收稿日期 B 2 3 3 # C 3 " C % # F 2 3 3 # C 3 D C 3 D
万方数据
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当用不同品种玻璃布和玻纤毡时 ! 玻璃钢厚度的一般计算公式为
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8 ; 8 0 9 玻璃钢夹层结构弯剪强度设计 : 玻璃钢夹层结构弯剪时剪切强度主要由芯子承受 5 面板仅起部分作用 7 相对于航空产品结构 5 船用
夹层结构的面板是较厚的 5 故在船舶设计的规范中应计及此影响 7 设夹层板条梁的跨距即板格短边长为 <5 受均布载荷 =5 则夹层板条梁端点处剪应力 > 最大为 2 0 ) = < @ 式中 @为夹层板面面板中心线间的距离 7 夹层板总厚度 A ? @B A 5A C C 为面板厚度 7 中国船级社的 D 海上高速船入级与建造规范 E 中规定 5 夹层结构的许用剪切应力 > ? : > ;? 2 0 . ) > F 可以表示为 > F为夹层结构板的弯剪强度 5
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当正交铺设时玻璃钢的弹性模量为
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舰船用玻璃钢夹层结构设计基础
周祝林 G 张长明
上海玻璃钢研究所 G 上海 2 $ 3 3 % 2 & ’
摘
要
介绍了舰船玻璃钢夹层结构原材料$ 包括玻璃钢H 聚氨酯泡沫塑料H 聚氯乙烯泡沫塑料H 胶合板H 松木等’ 的 基本性能I作者在进行了大量结构件试验的基础上G 结合国内外已有之研究成果G 提出了有关舰船玻璃钢 弯剪强度 F 骨材的弯曲强度 F 纵桁的 夹层结构强度设计中的若干简明而实用的计算公式 I 局部强度设计包括 B 剪 切强度I总体强度设计包括B 板的压缩稳定性计算$ 有面板皱曲失稳计算H 芯子剪切弯曲失稳计算H 胶合板 芯子分层后失稳极限强度计算 ’ 舷侧夹层结构板和纵舱壁夹层结构板面内剪切计算 F 总纵弯曲和舯剖面模数 F 计算 I
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8 0 R 夹层结构骨材的弯曲强度设计 通常玻璃钢船体的板 5 不论是单板还是夹层板 5 都是借助骨材来加强的 7 这些板从局部强度角度看 5 主要承受与板表面垂直的横向载荷 5 因而支撑板的骨材主要受弯曲 7 中国船级社的 D 海上高速船入级与 建造规范 E 中5 根据弯曲强度提出了骨材的最小剖面模数要求 " 包括骨材的有效带板 * 7 . 0 ! 0 ’ 骨材本身的剖面模数 通过试验实测证明 5 对于 , 泡沫塑料可视为无效芯材 5 计算剖面模数时可忽 O6 , PQ泡沫塑料骨材 5 略 不计 7对于胶合板芯和松木芯的骨材 芯材应视为有效芯材 这种骨材的弯曲刚度 5 5 T 及惯性矩 U按下 万方数据 二式计算
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中图分类号 B9& & % + ! # F & # + 4 " 9&
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言
玻 璃钢夹层结构在舰船上应用始于 2 迄今 G 瑞典 J1 公司已用这 3世纪 & 3年代后期 I / * K L / ) M 1 N 1 / N . O 如扫雷艇 H 海岸警卫艇 H 警卫 艇及拖 网渔 船等 G 随后 澳大 种技术建成了各种类型的 7 (?夹层结构舰船 G Q % R 利 亚采用瑞典 7 制造了 8 现有的玻璃钢夹层结构船 G 其船长及船 (?夹层结构技术 G 1 P级反水雷舰艇 I 宽已分别高达 " 今后 G 玻璃钢夹层结构船的主尺度将日益增大 G 航速也将越来越高 G 这就要求 ! D + " SH SI 作者为编制 T 海上高速船入级与建造规范 U 和T 小艇入级与建造规范 U 进行了 进一步减轻船体结构重量 I G 一大批玻璃钢夹层结构件试验 G 并结合国内外已有的研究成果 G 制定了规范中有关玻璃钢夹层结构设计 的基础技术 G 本文对其有关内容作了阐述 I
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: 不同的胶合板 ! 其性能略有不同 ! 我们所进行过试验的胶合板密度为 F 其性能列于表 ’ H S Y @ W X Z! 表 ’ 胶合板基本力学性能
拉 性 能 纵向 强度 + . R< = 模量 + . ; < = : ’ J F H J : T
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2 原材料性能
原材料主要指玻璃钢和芯材 I对玻璃钢的要求主要是耐水性能好 H 湿态强度高等 I对于芯材要求主 要是 B 吸水性要小 F 希望泡沫材料是闭孔的 F 有一定硬度 F 有较好的工艺性 F 与树脂不发生作用等 I 芯材有 软木 H 泡沫塑料 $ 聚氨酯 H 聚氯乙烯 H 酚醛等 ’ 碎木 H 胶合板 H 木材 H 蜂窝等 I 轻木 H 软木因有较大吸水 轻木 H H 性而被淘汰 G 蜂窝芯主要用于上层建筑 I
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周祝林等L 舰船用玻璃钢夹层结构设计基础
( )
表 ! 松木基本力学性能
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. 船体局部强度涉及的玻璃钢夹层结构设计
高速船为了减轻船体重量 5 在舷侧板 6 甲板 6 舱壁板 6 尾封板 " 通常为胶合板芯 * 和上层建筑甲板室的 板面内压缩和剪切等 7由于夹层结构中 壁板采用玻璃钢夹层结构 7这些板的基本受力形式有横向弯曲 6 芯材性能较低 5 故在进行夹层结构设计时有一些特殊要求 7
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收稿日期 B 修改稿收稿日期 B 2 3 3 # C 3 " C % # F 2 3 3 # C 3 D C 3 D
万方数据
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当用不同品种玻璃布和玻纤毡时 ! 玻璃钢厚度的一般计算公式为
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8 ; 8 0 9 玻璃钢夹层结构弯剪强度设计 : 玻璃钢夹层结构弯剪时剪切强度主要由芯子承受 5 面板仅起部分作用 7 相对于航空产品结构 5 船用
夹层结构的面板是较厚的 5 故在船舶设计的规范中应计及此影响 7 设夹层板条梁的跨距即板格短边长为 <5 受均布载荷 =5 则夹层板条梁端点处剪应力 > 最大为 2 0 ) = < @ 式中 @为夹层板面面板中心线间的距离 7 夹层板总厚度 A ? @B A 5A C C 为面板厚度 7 中国船级社的 D 海上高速船入级与建造规范 E 中规定 5 夹层结构的许用剪切应力 > ? : > ;? 2 0 . ) > F 可以表示为 > F为夹层结构板的弯剪强度 5
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泡沫塑料 5 J 5 J ’ 聚氨酯 + < K. 通过对较多试验数据统计 ! 聚氨酯泡沫塑料的平压 ? 剪切性能的统计公式如下 平压强度 平压弹性模量 剪切强度 剪切模量
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舰船用玻璃钢夹层结构设计基础
周祝林 G 张长明
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摘
要
介绍了舰船玻璃钢夹层结构原材料$ 包括玻璃钢H 聚氨酯泡沫塑料H 聚氯乙烯泡沫塑料H 胶合板H 松木等’ 的 基本性能I作者在进行了大量结构件试验的基础上G 结合国内外已有之研究成果G 提出了有关舰船玻璃钢 弯剪强度 F 骨材的弯曲强度 F 纵桁的 夹层结构强度设计中的若干简明而实用的计算公式 I 局部强度设计包括 B 剪 切强度I总体强度设计包括B 板的压缩稳定性计算$ 有面板皱曲失稳计算H 芯子剪切弯曲失稳计算H 胶合板 芯子分层后失稳极限强度计算 ’ 舷侧夹层结构板和纵舱壁夹层结构板面内剪切计算 F 总纵弯曲和舯剖面模数 F 计算 I
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缩 横向 5 ’ J ’ H J : T 厚度向 F J E : O J 5 P E
弯 纵向 E ’ J S E J F :
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8 0 R 夹层结构骨材的弯曲强度设计 通常玻璃钢船体的板 5 不论是单板还是夹层板 5 都是借助骨材来加强的 7 这些板从局部强度角度看 5 主要承受与板表面垂直的横向载荷 5 因而支撑板的骨材主要受弯曲 7 中国船级社的 D 海上高速船入级与 建造规范 E 中5 根据弯曲强度提出了骨材的最小剖面模数要求 " 包括骨材的有效带板 * 7 . 0 ! 0 ’ 骨材本身的剖面模数 通过试验实测证明 5 对于 , 泡沫塑料可视为无效芯材 5 计算剖面模数时可忽 O6 , PQ泡沫塑料骨材 5 略 不计 7对于胶合板芯和松木芯的骨材 芯材应视为有效芯材 这种骨材的弯曲刚度 5 5 T 及惯性矩 U按下 万方数据 二式计算
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玻 璃钢夹层结构在舰船上应用始于 2 迄今 G 瑞典 J1 公司已用这 3世纪 & 3年代后期 I / * K L / ) M 1 N 1 / N . O 如扫雷艇 H 海岸警卫艇 H 警卫 艇及拖 网渔 船等 G 随后 澳大 种技术建成了各种类型的 7 (?夹层结构舰船 G Q % R 利 亚采用瑞典 7 制造了 8 现有的玻璃钢夹层结构船 G 其船长及船 (?夹层结构技术 G 1 P级反水雷舰艇 I 宽已分别高达 " 今后 G 玻璃钢夹层结构船的主尺度将日益增大 G 航速也将越来越高 G 这就要求 ! D + " SH SI 作者为编制 T 海上高速船入级与建造规范 U 和T 小艇入级与建造规范 U 进行了 进一步减轻船体结构重量 I G 一大批玻璃钢夹层结构件试验 G 并结合国内外已有的研究成果 G 制定了规范中有关玻璃钢夹层结构设计 的基础技术 G 本文对其有关内容作了阐述 I