复合材料应用

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1、复合材料在海洋行业的应用 玻璃纤维在橡皮艇和游艇方面的应用材料的最早应用之一，因为提供了比木材更大的耐 久性。因此，英国皇家海军考虑玻璃纤维在其扫雷艇的使用是合乎逻辑的。这些船在传统上 使用木头造的，当在地雷附近工作时可以降低电磁信号。船体和船壁之间的详细的节点又说 革新，在哪里纤维不能用于角点周围，大玻璃纤维构件在发动机托架上的应用也属于创新。 将船体和上层建筑的玻璃纤维加入到设备的金属元素中的特殊细节，可使金属的使用降到最 低。具体的用来承受高节点力的细节应经被研发出来，例如发动机架上，以及装备的安装位 置。复合系统现已开发出来，用来提供海洋应用的冲击和消防系统，还包括直升机甲板和管 道供

2、应系统以及阀门外壳的使用。在钓鱼平台上，大约有180 吨的玻璃纤维被用于主结构， 同时许多立管支撑结构，每个约重4吨，也已经被安装。在Beryl B平台上，一个主要方案 已经实施，用来加强墙壁以在生产区域抵御爆炸并防止船员区域的损坏。许多工作都可以通 过预浸碳纤维来完成，这种纤维比较灵活，因而可以安装到凌乱的机舱。它们都是粘结在结 构上并在原位固化。这些材料中，有些是非常巨大的，可以延伸到好几个楼层，并被设计用 于抵御重大爆炸荷载。复合材料在铁路行业的应用 铁路行业为建筑用复合材料提供了相当大的应用领域。在列车前面的整流罩经常是用玻璃纤 维制成。它们不仅是风的导流片，而且具有极大的耐冲击性能。

3、在铁路车辆的制造方面也有 创新【57】，例如整个车身都是用碳纤维缠绕制成。多种多样的铁路基础设施为复合材料行业提供了许多挑战和机遇。最近的混凝土结构可以通 过板粘合手段来得到加强，正如瑞典当铁路桥梁被加强以处理高轮压荷载时所采取的措施。 然而，许多更旧的铁路建筑物是由铸铁或熟铁制造的，而这些许多都需要修理或加强。当被 加强的表面相对平整时，板粘合就可以被使用，正如在英国伦敦地铁的许多铸铁桥梁上所做 的一样。一个更具吸引力的选择是将碳纤维施加预应力，以改善铸铁中的应力分布，通常用 来减少反面上的压应力。其他的问题存在于铁路的铆接结构，铆钉的存在避免了粘结板的使 用，但是芳纶绳系统很可能会不适应。

4、一些小组正在积极的寻找加强铸钢或熟铁拱门的方法， 那里的曲率会造成一些有趣的效应。据估计，复合材料在这些应用上的资金成本可比传统材 料高十倍。然而，当在铁路隧道的狭小空间工作，同时通宵追踪的财产只持续4个小时时， 复合材料操作的方便性远远大于较高的材料成本。复合材料在地质工程上的应用 纤维被广泛的应用于土壤加固行业【58】。聚酯基加固土多年来一直是商业产品，在钢的替 代品中竞争成功。聚酯纤维包含在聚乙烯鞘中，并已扁平带状物（Paraweb）的形式被提供。 它在价格上有竞争力，更易安装，并且更耐用。它已被用于众多应用，包括在潮汐范围内的 墙壁的例子（图11），那种环境会导致交替的潮湿和干燥。其他

5、复合材料的应用包括使用玻 璃纤维的土钉支护，目前正在被德国率先使用，还包括在巴黎的复合材料地锚的使用，那是 用作一个多层建筑地下室的临时支撑。复合材料锚被安置在那些地面将要被隧道掘进机掘进 的地方，钢锚将会对机器的切割头造成严重的影响。商业因素与未来 碳纤维复合材料作为外贴被动式抗弯加固方式的使用是商业上的成功，这归功于材料的重量 轻以及在施工时间上相应的节省。同样，当建造传统的中型结构有接入困难时，玻璃钢复合 材料作为完整结构的使用已经被证明是经济的。聚酯作为加筋土的使用在商业上也很成功， 因为他们对于在潜在侵略性土壤条件下的腐蚀的抵抗性。其他应用还没有在商业上的成功。 还有一些复合材料加固的使用的领域，但是只有在那些钢筋的迅速腐蚀是可以预料的以及变 形不是限制因素的领域。具有外部缆线的后张预应力混凝土是经济的，只要全寿命成本和适 当的替代设计进行了评价。内部预张拉筋不太可能是经济的，主要是因为钢筋的一些问题， 除非一些使用机器来制作抗剪混凝土的自动化生产过程的形式被开发出来。在此刻，行业其 余方面的应用是被忽略的某些细分市场上的应用，其中对现存问题的解决方案已经被提出 可以利用复合材料所具有的性质的组合使用来完成。这些成功的应用都是利用不止一个使用 复合材料的效益，这使得成本问题不那么的尖锐。