高速自扶正船复合材料船体制造方法

摘要

本发明涉及的高速自扶正船复合材料船体制造方法，和其他制造方法相比，应用此法制造的船体，其纤维体积含量高、缺陷少、制造时间短，进而实现重量轻、强度高的船体结构，满足自扶正船体结构在恶劣海况下的工作。本发明的高速自扶正船复合材料船体制造方法主要分为二部分：第一部分利用复合材料船体树脂体系的固化动力学实验和流变实验确定自扶正船复合材料船体制造工艺参数。第二部分自扶正船壳板采用分阶段制造工艺，常温下完成铺层的树脂导入后，拆除树脂真空辅助导入工装，与加强骨材一并完成高温共固化。

主权项

一种高速自扶正船复合材料船体制造方法，其主要特征在于，船用复合材料树脂体系的固化工艺参数通过树脂固化动力学研究确定，固化动力学主要是研究树脂体系固化度与温度和时间关系，其数学表达式为： dα dt = f ( α ) K ( T ) - - - ( 1 ) 其中f(α)是机理函数，K(T)是速率常数，并服从Arrhenius方程： K ( T ) = Aexp ( - E a RT ) - - - ( 2 ) 其中A是指前因子，Ea是表观活化能；建立树脂体系的固化度和温度时间的关系，需求机理函数f(α)，活化能Ea和指前因子A，这部分工作是通过非等温差示扫描量热仪和相关固化动力学模型求的，这里选择动力学模型为等转化率模型；船壳板真空辅助树脂导入工艺控制点通过树脂凝胶点控制，即树脂体系粘度的突增；凝胶点的确定是通过树脂体系室温的流变实验确定，自扶正船体树脂体系的凝胶时间为1个小时；而且，通过公式(1)确定树脂在室温下凝胶点所对应的固化度，其固化度为0.40；自扶正船复合材料船体制造方法采用二平台温度固化工艺，第一平台温度为室温，时间T1控制在树脂体系凝胶时间之前，即小于等于1个小时，主要针对船壳板的真空辅助树脂导入法制造方法；第二平台温度为高温，固化温度80摄氏度，通过公式(1)和(2)计算，时间T2为2个小时；因此，船壳板采用了真空辅助树脂导入法完成室温制造过程，拆除真空辅助树脂导入法工装，与加强骨材一起放置固化炉中，高温完成共固化过程，可减少固化成型过程中复合材料的空隙率。