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在积层中每平方米增强层的总质量,g/m2。
Q:
每平方米积层总的质量,g/m2,不包括表面胶衣树脂。
Gc:
P/Q=积层中增强层的含量;
有玻璃纤维加强的积层板Gc的数值不能小于0.3
ti:
积层中单层的厚度,mm,纤维增强事例中ti按如下提供:
ti=0.33p(2.56/Gc-1.36)
Pkg/m2
tF:
Σti=积层中总厚度。
2.3定义
2.3.1
增强塑料:
3图纸,计算和其他信息被提供
3.1
3.1.1有尺寸的图纸(工程图),铺层和主要的船体结构要在开始积层之前提交给RINA审核。
图纸显示尺寸和积层的最小机械性能也和积层中增强层的质量的百分比。
通常下列图纸要一式三份提交审核:
·
舯横剖面图和横截面图有主要的结构尺寸和主机结构,设计速度和设计加速度。
纵向&横向截面和相关的典型连接细节。
甲板平面图
船底,地板,横梁结构
双层底
积层表
水密和分舱舱壁
上层建筑
主机和辅机机座
艉封板结构/侧门和相关的关闭装置
设计载荷的起动机支柱结构
以上提到的图纸也要包含相关积层细节,百分比,质量增强层的质量百分比,树脂类型,芯材材料性能,三明治结构的施工过程和结构粘结剂的种类,在增强层事例中除了玻璃,积层的最小机械性能要有显示。
结构中使用的所有材料清单包括商业名字和相关的每一种成分的特性例如胶衣,树脂,纤维增强,芯材材料,防火阻燃添加剂或树脂,粘合剂,芯材粘结材料,三明治结构施工工程细节和用于储备浮力的材料细节(安装方法)应该与原始提交图而且拷贝一份清单给现场验船师。
以上得图纸清单仅仅是个向导,特殊情况下,同一张图纸可能会在一个或更多的项目中显示。
此外,为了文件编挡,拷贝一份下面的图纸提交:
总布置图;
舱容图;
线型图;
标有“inwatersurvey”符号的地方,如下图纸和信息要被提交:
细节显示怎么去测量舵枢轴和套管间隙和怎样去检查枢轴在他们的套口位置和船的安全性。
细节显示怎样去测量艉套管与船体的间隙。
高防腐颜料的名字和特性,仅仅是信息
3.2
3.2.1建造者建造一条标准设计的新船,想使用一套已经被同样的设计和结构及入级有相同的入级符号和相同的航区,那图纸就不要送去审核,但是呢船舶的检测要求应该要与建造者想去使用的已经被审核通过的图纸清单一起提交给RINA。
注意可能的额外的船籍管理部门的要求,这可能会引起结构上的不一样。
标准设计船舶图纸有效仅仅是所用的规范没有改变,如果规范修改了,图纸要重新提交送审。
4直接计算
4.1
4.1.1在本章中作为公式基础的二者选一,通过直接计算可能被包括的尺寸应与本规范第一节第一章相一致。
第1章提供了大纲,边界条件和载荷被用来直接计算。
各种不同的结构尺寸用来像保证应力水平不能超过如下表1中规定值,在第1列中的值被用来使用在平静水域中的载荷条件下,在第2列中运用在动态载荷。
表1
项目
允许应力
1
2
龙骨,船底板
0.4σ
0.8σ
舷侧板
甲板板
船底纵向加强件
0.6σ
0.9σ
舷侧纵向加强件
0.5σ
甲板纵向加强件
地板和横梁
肋骨框架和舷侧加强纵骨
加强梁和甲板横梁
注意1:
σ(n/mm2)单板的极限抗弯强度,三明治类型的积层极限抗张强度和极限抗压强度的较少者,在这种情况之下芯材的剪切力不能超过0.5Rt,这里Rt是芯材材料的极限剪切强度。
σt(N/mm2):
积层的极限抗张强度。
5.设计的一般规定
5.1
5.1.1本章要求的船体尺寸一般被保持贯穿船体的长度
L超过30m的游艇,减少的尺寸可能会被采用在首部或尾部区域。
在这样的情况之下,在被采用在船体的中心部分的尺寸和尾部之间的变化是逐渐的。
在设计中,应注意避免结构的不连续性在上层建筑的尾部和甲板或游艇舷侧的开口。
高速船体的设计,有增强地板的纵向结构,在船底板位置距离不能超过2m,
这样的距离应该要合适的减少在船的中部向首部,因为抨击而引起的力。
5.2最小的厚度
5.2.1使用本章公式计算的各种不同的积层的厚度,不能少于的表2中的值,单位mm。
项目
单板积层
三明治积层
5.5
4.5/3.5
舷侧
5
4/3
内底板
强力甲板
4
3/2
底甲板
3
2/2
分隔舱壁板
2.5
液舱壁板
4.5
甲板室侧壁
第一层上层建筑
2.5/2.5
横梁地板
任何的加强
2
(2)
(1)第一个值为外面层,第二个值表示为内层。
(2)可以用来参考包装有芯材层的厚度
聚酯树脂和玻璃纤维增强的积层要求的最小的值。
使用增强纤维除了玻璃(碳和或芳纶,玻璃和芳纶),比表2中的值稍微低点的厚度可以被接受在等值原理的基础。
在这种情况之下,然而,厚度采用要被适合抗弯强度。
这个厚度,在任何情况之下,都要提交给总公司审核。
6.建造
6.1概述
6.1.1施工工程应该要与第3节要求的相一致。
6.2建造的细节
6.2.1接下来的要求涉及建造细节和结构连接被频繁的使用,其他的解决方案将会被RINA个别的仔细的审核,作为等效标准的基础,在任何情况之下,好的练习和过去的经验将会遵循,结构细节将会在结构图中显示。
6.2.2作为一般的概念,结构单元应该保持结构的联系性,每个部分的改变都应该是逐渐的。
在纵向和横向的交叉处,浅的那根,通常保持连续。
为了确保有效的载荷传递,特别考虑结构的排列和合适支架的配件,举例来说,舷侧和甲板(肋骨和横梁),艉封板/舱壁和船底/甲板(艉封板加强筋,船底/甲板梁和甲板/船底梁,舱壁加强筋)。
现场验船师可能会要求额外的连接加强,如果缺少对准和增加肘板,如果没有足够的尺寸
6.2.3板的加强(举例来说纵向或地板)这不是预制的,应在固化之前在同一块板上一层接一层铺起来的,特别注意连接和结构的连续在结尾处和交叉处。
6.2.4在积层中应避免不连续性和硬点:
积层从厚到薄通过逐渐的堆型变化,通常的规则,堆型至少是20倍积层的厚度差,在单板和三明治结构的连接情况下,三明治结构的芯材材料应该为锥形的,而且这个锥形的长度最少要是芯材厚度的2倍。
边缘(举例来说船底边缘),步骤和积层相似,单层不能突然结束但是应该在边缘附件至少30mm,每层都要有这样的结束形式与相邻层。
6.2.5在积层中,超过600g/m2质量的方格布不能直接重叠,但是可以用毡来分隔开来,趋向于质量小于450g/m2的毡,这样能达到一个有效的连接。
6.2.6结构材料(举例来说胶合板)在积层中能提高局部强度,胶合板应该有洁净的表面这样就能达到一个满意的连接和斜面边缘.
作为附件的单板积层应该要是相邻厚度的1.5倍才能会被接受,增加层在加强周围的节附近,作为配件附件和合适的加强应该由单板结构来代替三明治结构。
6.2.7贯穿船体的配件,特别小心船体积层的密封,在三明治结构中,合适尺寸的垫板应该要有为了避免力集中,不然配件的芯材可能会被固体或高密度芯材所取代也要与船体的积层保持密封。
6.2.8加强筋强度被任何的排水开口或洞减损,那应该有补偿,在任何情况之下,作为通常的规则,在加强筋上面的排水洞呢一般不允许超过30%加强筋的高度,而且还要处于加强筋的1/4跨距,此外,通常腹板加强筋上的开口的深度不能超过腹板深度的一半而且处于这样的一个位置,边缘不少于腹板从表层算起深度的25%。
那些开口的长度不能大于腹板深度或第二个件的距离的60%,那个大值,细节应该提交审核。
6.2.9所有开口的圆角应该是很好的圆,甲板上的开口应该被横梁&甲板纵桁支撑排列在开口边缘。
单板积层开口的切割边缘要很好的密封好,他们露天在液体或潮湿环境,可以用两层450g/m2的毡或等效。
三明治结构开口的切割边缘要用加强筋闭合,加强筋的厚度不少于外层,如果没有环氧树脂用来积层,那像这样积层的第一层不能少于450g/m2
6.2.10管系和电缆通过的地方要用扩张材料来填充,合适的塑料管,这样移动或替换就很容易。
6.2.11单板层的连接要重叠,(见图1,2或3),
图1:
游艇典型的呆木连接,呆木没有连接的地方,加装中心线上的加强筋/梁。
图2:
开发式呆木,
图3:
典型艉封板边界
6.2.12舷侧板和船底板的连接,应该要一直有折角线的加强,在舷侧板和船底板之间沿着折角线有一种结构泡沫,折角线条在船体的内表面高于积层,在三明治结构中,在折角线位置要用单板积层,折角线细节要求提交审核(附在典型节点图中)。
6.3积层连接
6.3.1概述
用结合的积层连接,要求不影响强度和积层本身结构的连续性。
在开始任何的连接之前,层的表面应该要彻底的洁净,然后用钢丝刷刷一遍为了提高积层的纤维连接,如果表面有胶衣,这就要完全的清除掉。
积层可以用耐腐蚀的螺栓,铆钉或螺钉机械连接,间距不能影响有效的连接,大直径的薄垫圈用在螺栓的头和螺帽之间,在任何情况之下,积层和洞的边缘应该足够的密封。
6.3.2平接
平接显示在图4,
6.3.3船体和甲板的连接
水密连接的例子,重叠类型,上甲板和个别的预制船体的连接显示在图5和图6,不同解决方法可以被接受。
连接包含置于积层的接触面之间要结合,一种树脂(或类似于密封胶的产品)和树脂毡重叠本身的结合,举例来说,船体的内表面积层构成的平接的厚度不少于两块积层板的较少块厚度的一半。
作为平接,螺栓连接都可以被采用,通常使用不锈钢螺栓或铆钉直径不少于来连接的积层厚度,间隙为10D和Z字型分布。
螺栓的螺杆和螺帽及铆钉的铆要挤压大直径薄垫圈,在任何情况之下,积层边和洞应该充分的密封,螺栓的螺帽在拉紧之后保持牢固的扣牢。
在狭窄的地方,像船体和甲板连接的首柱区域,舷墙下面,要开洞来到达积层的地方。
6.3.4甲板室/甲板的连接
在甲板室的后面用腹板,支柱,或与甲板横梁一道的舱壁来提供足够的支撑,甲板室和甲板的连接避免应力集中和提供一个适当的载荷分布。
6.3.5拐角连接
拐角的连接通常是连接加强材到板列,(纵向筋,肋骨框架,内底模等等),或是舱壁的边界连接见图7
像这些连接的结构尺寸要求如下:
Ω形状的加强材:
板列与板列之间的连接,积层至少有50mm宽(第一层为25mm)然后每层加20mm,随后的层用1000g/m2的。
其他的加强材:
两角材,每个都有边且尺寸如上除了加强材是胶合板的,在这种情况下角材的厚度不能少于0.25t,t为胶合板的厚度,但是呢在任何情况之下也不能少于2mm
舱壁:
连接到板列意思是通过两角材,每边一个且每边:
边=第一层50mm然随后的用1000g/m2的层且每层增加40mm。
厚度=2mm,或=0.5tmin,取大值。
这里的tmin是连接层的最小厚度。
像这样的角材厚度,在胶合板舱壁中,等于2mm或等于0.25t,取大值,t为胶合板的厚度。
舱壁板与船体的连接应该用树脂腻子或类似的填料实现,在船体和(梁或地板)和舱壁。
一样的分布上面的连接在舱壁和甲板,此外,舱壁与船体的连接处舱壁下面用高密度的加强材芯材。
作为结构填充的树脂腻子的细节应该要提交审核,树脂腻子的性能要接近3.1.1的要求。
6.4机器排气
6.4.1机器排气管用积层的话要是水注入形式的且常规服务温度为70°
,最大温度不能超过120°
。
6.4.2使用积层的树脂要求形式认可且有合适的抵抗热性和化学剂像高变形温度。
通常的规定,排气管内部表层要用两层600g/m2的毡用乙烯基树脂,火焰阻止剂或自身灭火树脂在高温时有低的变形量可以被接受,那些树脂的细节接近3.1.1的要求,常规性能要在相关图纸中反映。
6.4.3添加剂或涂料,这些可能会减损树脂的机械性能那就不能用。
6.4.4积层有火焰阻止剂或自身灭火聚酯树脂
6.5液体箱柜
6.5.1结构箱体,即这是船体的一部分包括燃油或润油,有单板构成,最小的厚度不能少于10mm,其他的箱体,最小的允许的单板积层厚度为4.5mm。
箱体与其他的船体部分分隔开来,意思是排列在纵向或横向加强筋的积层隔板,在加强筋破损的事件中,液体也不会从箱体中漏出。
三明治结构的积层如果作为项目提交RINA也是可以接受的,在任何情况之下,与液体接触的内表面厚度不能少于10mm,内隔板排列把箱柜与船体的其他部分分隔开来。
里面的结构和积层要覆盖一层树脂抵抗碳氢化合物,外面的那层要自身灭火树脂,两种树脂都要有工厂认可(这些树脂的细节要接近3.1.1的要求)。
机械试验可以被完成样板积层,这种样板要在常温下放入燃油中一个星期,浸润之后的机械性能不能少于80%样本的值,样品的所有边都要密封(用抗碳氢化合物树脂或胶衣)为了有个好的试验产品。
试验样品的边缘要合适的密封为了阻止燃油进入里面的积层。
6.5.2箱体由胶合板舱壁形成的地方,由于进入的液体故它的表面要完全保护,意思就是说积层的厚度至少为4mm。
6.5.3箱柜,完全与所有的管系连接,要作为一个项目来做水压试验,水柱在箱体顶部h高的地方,h在1章5节有定义,或溢出管,取较大的一个值。
RINA的观点,漏试验空压为0.15Bar可以被接受。
1概述
1.1.1本节中增加,工厂关于复合材料的性能和试验及质量控制规程也规定了在D部分,6章
1.1.2本章考虑的基础积层用不饱和树脂,通常聚酯,增强纤维毡与方格布的交替,建造可以考虑用单板积层,三明治积层,或两者结合。
增强在积层中重量不能少于30%,这是手糊,机械预浸渍,或喷射。
积层有不同的组成或特殊的铺层系统将要给RINA审核。
所有的材料都要有合适的性能应用于海洋,在工厂的意见中有说明这点,应用在产品中的产品,不管是单板还是三明治(树脂,增强,加强件,芯材等等)都要有RINA的形式认可,任何结构部分的胶合板都要有RINA的材料形式认可,最后的观点,被其他船级社形式认可的材料也是可以接受的
2定义&术语
2.1
2.1.1
毡:
无捻粗纱:
有平行的细丝构成,
方格布:
毡-方格布:
混合:
单向的:
双轴:
四合多轴向纤维:
3积层材料
3.1树脂
3.1.1使用的树脂要被RINA作为海洋用的形式认可.
树脂可能用于积层举例来说作为积层的基体,或表面胶衣(胶衣)后面的要与前面相兼容,主要的作用从外部试剂保护积层.
聚酯-间苯型胶衣树脂是不允许的,在阳模三明治结构的船体结构中,外表面防水将会特殊考虑的.
树脂有容量来湿润积层的纤维和粘合他们,在这种方法积层有合适的机械性能,玻璃纤维不能少于在3.6显示的.
树脂使用一般是聚酯的,聚酯乙烯基或环氧类型的,在任何情况之下,如果在表面极限伸长率不能少于3.0%,如果是在积层中,那是2.5%.
树脂腻子使用在不同的结构连接中,作为通常的规定,使用一直与上面的积层结合,结构的填充唯一能接受的就是用树脂腻子,没有粘接在积层之上将会作为一个项目在工厂演示提交的试验结果分析之后作特殊考虑,等效强度连接在积层之上.
树脂遵循工厂的使用说明书来使用.
3.1.2树脂添加剂
树脂添加剂(催化剂,促进剂,填料,蜡添加剂和颜料)要与树脂兼容,且适合他们的固化过程,催化剂开始树脂的固化过程和促进剂管理胶化和凝胶时间,建议催化剂和促进剂的混合到树脂中的水平如下:
惰性填料不能有效改变树脂的性能,关于粘性,应该小心混合分布在树脂中像这种方法积层有最小的机械性能在那些要求开始.
像这样的填料不能超过13%(包括3%任何的触变填充剂)树脂的重量.
颜料不能影响树脂的聚合过程,像颜料糊剂一样加到树脂中,不能超过最大值(通常5%),工厂推荐的,表面涂层树脂中的触变剂不能超过3%树脂本身的重量.
树脂添加剂的细节要接近第1节3.1.1部分的目录要求.
3.1.3滞燃添加剂
积层要求有阻燃或滞燃性能,排布的细节要提交审核的.
添加剂被采用于这个目的,也要使用与生产商的使用说明一致.
独立的实验室根据要求得出的性能参数要提交
阻燃剂或滞燃剂性能是船旗籍政府要求的,像特性都应该被相关的政府所要求的,或被RINA,之前已授权.
滞燃添加剂的细节应接近第1节3.1.1部分的目录要求
3.2增强
3.2.1通常
所有的纤维增强材料都要被RINA形式认可,使用的增强及他们的性能都要与接近第1节3.1.1部分的目录要求.
那些要求的增强主要有三种:
玻璃纤维,一种芬纶纤维,一种碳纤维.
混合增强包含以上的提及的纤维也一样是可预见的.
结构可以包含使用一种或更多种以上提及的纤维.
在任何情况之下,工厂的生产过程在之前就要提交给RINA,提交一份最后工艺报告遵循施工过程和材料(树脂,增前等)使用.
3.2.2玻璃纤维
工厂增强用的纤维通常叫E,碱不能超过1%,用Na2O来表达.
增强工厂S类型的玻璃以可以利用.
这种增强被使用在船体积层树脂基质中,这样的积层有同样的机械性能,被要求的在结构计算中,E类型的玻璃,那不能少于在3.6中显示的.
3.2.3芬纶纤维
芬纶纤维中的增强通常使用粗纱形式的或不同重量的布.
这样的增强可以在工厂的船体上使用,单层或交替层的毡或E类型玻璃的粗纱.
混合增强,这里芬纶纤维在同一时间铺,像E类型的玻璃纤维或碳类型的纤维也可以被使用.
3.2.4碳纤维
3.3三明治积层的芯材材料
3.3.1芯材材料要被RINA形式认可,这些材料应该与工厂的使用说明一致,且在三明治结构中的使用方法应与第1节3.1.1部分要求的接近.
材料要求为硬质扩张泡沫塑料和巴沙木
聚苯乙烯仅仅能使用作浮力材料.
3.3.2硬扩张泡沫塑料意思扩张聚氨脂(PUR)和聚乙烯氯化物(PVC).
这些材料,像其他使用作为芯材的材料一样,抵抗环境剂(盐水,燃油,滑油)具有低吸水特性
此外,他们保持一种良好的水平抵抗温度为60°
如果使用在由小块组成的非刚性船壳.稀松编织和粘接剂要相兼容且可溶解在积层的树脂中.
3.3.3巴沙木在切割之后应该立即烘干和进行化学处理阻止寄生虫和霉变.
巴沙木的湿度也不能大于12%,
在表面积层的时候巴沙木的颗粒要有一个与纤维正确的角度.
3.3.4芯材材料的极限扩张强度不能少于在表1中显示的值,像这样的性能要通过试验来证明,在任何情况,用来积层的芯材材料有个极限扩张强度如果小于0.4n/mm2那就不能接受.
3.3.5用于真空袋压技术的三明治结构芯材,他们的性能接近第1部分,3.1.1,三明治结构的施工过程将会特殊考虑.
材料
密度(kg/m3)
极限扩张强度(n/m2)
巴沙木
96
144
1.64
176
PVC
55
0.73
90
1.3
PUR
60
0.4
0.5
3.4粘接剂和密封材料
3.4.1这些材料在使用之前都必须被RINA所接受,细节的提交与第1节3.1.1要求的接近.
3.5胶合板
3.5.1用于结构的胶合板应是船用胶合板且被RINA形式认可了.
这里是使用在增强或三明治结构的芯材,表面要合适的对待以便树脂的吸收和积层之间的连接.
3.6木材
3.6.1木材的使用要特殊考虑,通常,设计者会在提交的图纸上显示假定的性能像强度和密度.
3.7修复复合物
3.7.1用来修复的材料在使用之前要被RINA接受.
为了验收,工厂应提交全部的产品细节,使用说明,不同系统使用不同类型的修复清单.
3.8材料的形式认可
3.8.1树脂,单板积层的纤维产品&三明治积层芯材材料的形式认可完成与相关的RINA规范一致.
表2用来增强的典型的纤维机械性能清单
4.积层的机械性能
4.1通常
4.1.1由E类型玻璃纤维增强的积层的最小的机械性能(n/mm2)可能包含从表3中的公式像积层的GC在第1节中有定义.
以上涉及的值基于频繁使用毡和粗纱类型增强的的积层.
在以上提及的表,显示的数值对应GC=30,最小值根据纤维增强物的含量.
试验中发现的玻璃积层的最小机械性能,作为GC的一个功能,不能少于的数值包含在上面提及到的表中公式.
纤维增强除了玻璃的积层在3.2中有描述,他们的机械性能通常要大于或至少等于表3中提供的,增强含量要相等,
本章显示尺寸基于用增强E类型的玻璃制成的积层的机械性能值,增强的含量等于0.3
机械特性的值不能少于用于结构计算的值。
增强的机械特性大于以上提及的,尺寸可能需要修改与3.6.2给的一样。
机械性能和增强的含量都要验明,每条船建造,试验样本从船体上取得或同样的组成跟船体一起糊制(见D部分,6章,3节)
比重
拉伸弹性模量
剪切弹性模量
泊松比
E玻璃
2.56
69000
28000
0.22
S玻璃
2.49
(1)
0.2
R玻璃
2.58
芬纶
1.45
124000
2800
0.34
LM碳
1.8
230000
IM碳
270000
HM碳
30000
VHM碳
2.15
725000
数值由工厂提供在使用之前要RINA同意。
表3
1
Rm=极限抗张强度=1278G2c-510Gc+123
85
E=拉伸弹性模量=(37Gc-4.75)103
6350
Rmc=抗压极限强度=150Gc+72
117
Ec=抗压弹性模量=(40Gc-6)103
6000
Rmf=抗弯强度=(502Gc2+107)
152
Et=弯曲弹性模量=(33.4Gc2+2.2)103
5200
Rmf=极限抗剪强度=80Gc+38
62
G=剪切弹性模量=(1.7Gc+2.24)103
2750
Rmti=剪切弹性模量=22.5-17.5Gc
17
4.2概述
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- Part 的第四章 第四