（2）FRP/CM的缺点 1）弹性模量低，其剪切模量则更低； 2）层间剪切强度低； 3）长期耐温性差； 4）有老化现象； 5）有室温蠕变现象； 6）安全防护问题。
3.2 FRP/CM舰船设计理念
(1) FRP/CM材料与结构的可设计性 (2) FRP/CM材料与结构的同一性 (3) FRP/CM船体性能对复合工艺及环境的依赖性 (4) FRP/CM船体复合效应的优越性 (5) FRP/CM船体结构型式的多样性
1. 概述
1.1 FRP/CM的定义
（1）复合材料(Composite Materials) （2）纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastics) （3）玻璃钢(Glass-fiber Reinforced Plastics)
1.2 CM的分类
表1 按基体材料分类的复合材料体系
2. FRP/CM船体原材料及其进展
2.1 纤维增强材料
（1）增强纤维 1）玻璃纤维 2）碳纤维 3）芳纶纤维 4）超高分子量聚乙烯纤维 5）连续玄武岩纤维 （2）船用增强纤维制品 1）表面毡 2）短切纤维毡 3）单向布 4）各种平面织物 5）各种三向织物
表2 四大高科技纤维与E-玻纤的主要性能
PET 聚乙二醇对酞酸酯 PS 聚苯乙烯 PU 聚氨酯 SAN 丙烯腈—苯乙烯 PEI 聚醚酰亚胺 PMI 聚甲基丙烯酰亚胺
Balsa 芯 材 图
各种夹 芯 板 材
3. FRP/CM 船舶船体设计理念及其技术进展
3.1 FRP/CM的优缺点(与传统造船材料相比较)
（1）FRP/CM的优点
1）质轻、高强，对船艇减重有较大潜力； 2）耐腐蚀，抗海生物附着； 3）无磁性，因而是猎扫雷舰艇的最佳结构功能材料； 4）介电性和微波穿透性好； 5）冲击韧性好，能吸收高能量； 6）导热系数低，隔热性好； 7）船体表面可到达镜光滑； 8）可设计性好，能按船体各部件的不同要求实现优化设计； 9）整体性好，船体无接缝和缝隙，可防渗漏； 10）成型简便，比钢制，木质船省工，且批产性好； 11）维修保养方便，全寿命期的经济性能好。
采用SCRIMP工艺制造的游艇
采用玻璃钢/复合材料制造的游艇
5. FRP/CM在舰船中应用的方向和现状
5.1 FRP/CM 最重要的应用是建造猎扫雷舰艇 5.2 FRP/CM是建造中小型船艇最有潜力的结构/ 隐身材料 5.3 FRP/CM是中小型舰船上层建筑材料的最佳选择 5.4 FRP/CM是建造中小型高速高性能船艇最合适的 材料
表6 国外船级社玻璃钢/纤维增强塑料船的入级和建造规范
规范名称 玻璃钢救生艇和工作艇建造规范 玻璃钢救生艇建造技术要求 轻型艇建造和入级暂行规范 游艇和小艇入级规范和规则 海船入级和建造规范（第十六章） 玻璃钢渔船建造暂行规范 玻璃钢船建造和入级规范 玻璃钢船建造和入级规范 玻璃钢船建造和入级规范和规则 小艇建造和签证规范 游艇和小艇入级规范和规则 内河船舶入级和建造规范 玻璃钢船入级和建造规范 高速轻型艇入级暂行规范 海船入级与建造规范(第一分册第十六篇) 游艇入级和签证暂行规范 高速艇建造和入级指南 高速和轻型艇入级暂行规范 玻璃钢船建造和入级规范 玻璃钢船入级和建造规范 游艇入级和签证规范 玻璃钢船检验和建造指南 玻璃钢船检验和建造规范 高速和轻型艇入级暂行规范 高速艇建造和入级规范 高速艇规范 船舶入级规范和规则（第十一章） 版本 1972 1972 1972 1978 1978 1978 1978 1979 1980 1981 1983 1984 1984 1985 1985 1990 1990 1991 1991 1991 1993 1994 1994 1995 1995 1996 1996 发布机构 GL PRS DNV LR PC LR ABS BV NK DNV LR PC NK DNV PC BV ABS DNV ABS BV BV NK NK DNV BV NK BV 备注 含玻璃钢船 含玻璃钢船 含玻璃钢船 708所译 725所译 含玻璃钢船, 代替1978年版, 708所译 含玻璃钢船，代替1978年版, 708所译 含玻璃钢船, 代替1975年版 代替1980年版, 704所译 含玻璃钢船，708所译 含玻璃钢船，708所译 含纤维增强塑料船 含玻璃钢船 含玻璃钢船，代替1985年版 代替1979年版 含纤维增强塑料船，代替1990年版 含玻璃钢船，.代替1991年版, 708所译 含玻璃钢船 含玻璃钢船 代替1991年版, 708所译
单 板 加 筋
夹 层 泡 沫 蜂 窝 硬壳式 波 形
3.4 FRP/CM单板加筋结构一体化设计的研究 3.5 夹层结构是FRP/CM舰船的一个重要发展方向
3.6 FRP/CM船体需考虑的问题和设计方法
（1） FRP/CM船体设计所需考虑的几个问题
1）FRP/CM的特点是其强度和弹性模量均可设计的； 2）FRP/CM是各向异性材料； 3）FRP/CM的相对伸长很小，没有明显的屈服极限； 4）FRP/CM的弹性模量很小，特别是剪切模量更低； 5）FRP/CM的层间（剥离）强度较低； 6）FRP/CM结构的性能还取决于其建造方法和工艺条件及纤维的含量； 7）FRP/CM船体结构的安全系数是个很重要的问题。
4. FRP/CM船体制造和质量控制及其最新进展
4.1. FRP/CM船体成型工艺和质量控制概述 4.2 真空辅助成型工艺的开发及其基本工作原理 4.3 真空辅助成型工艺的优点 4.4 真空辅助成型在舰船中的应用实例
SCRIMP工艺流程图
威海中复西港船厂采用真空辅助工艺成型34m玻璃钢渔政船
双层真空袋渗透工艺
(2) FRP/CM船体结构设计的方法
1）仿母型船换算的等代设计 2）按船级社规范的规范设计 3）采用直接计算法进行设计
表5 中国已颁布的玻璃钢/纤维增强塑料船入级与建造规范
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 规范名称 内河纤维增强塑料船建造和检验暂行规定 玻璃纤维增强塑料海洋渔船建造规范 纤维增强塑料船建造规范 玻璃纤维增强塑料渔船建造规范 小艇入级与建造规范 海上高速船入级与建造规范 内河高速船建造与检验规范 沿海小船检验规范 内河高速船入级与建造规范 沿海小船入级与建造规范规范 海上高速船入级与建造规范 内河小型船舶建造规范 游艇建造规范 玻璃纤维增强塑料渔业船舶建造规范 颁布 年份 1988 1989 1991 1995 1996 1996 1997 2001 2002 2005 2005 2006 2007 2008 施行 日期 1988. 6.1 1990. 3.1 1992. 2.15 1995. 5.1 1996. 6.15 1996. 10.15 1997. 9.1 2001. 7.1 2002. 9.1 2005. 7.1 2005. 11.1 2006. 3.1 2007. 10.1 2008. 10.1 发布机构 中华人民共和国船舶检验局 中华人民共和国农业部渔船检验局 中华人民共和国船舶检验局 中华人民共和国农业部渔船检验局 中国船级社（内含玻璃钢船） 中国船级社（内含玻璃钢船） 中华人民共和国船舶检验局（内含玻璃钢船） 中国船级社（内含玻璃钢船） 中国船级社（内含玻璃钢船） 中国船级社（内含玻璃钢船） 中国船级社 （内含玻璃钢船） 中国船级社（内含玻璃钢船） 中国船级社（内含玻璃钢船） 中华人民共和国渔业船舶检验局
纤维 性能 密 度 (g/cm3) 拉伸强度 (MPa) 弹性模量 (GPa) 断裂伸长 率 (%) 最高使用 温度 (℃) 碳纤维 （CF） 1.78 3500~6000 230~600 1.5~2.0 500 芳纶纤维 （KF） 1.45 2900~3400 70~140 2.8~3.6 250 超高分子量聚乙烯 玄武岩纤维 纤维（UHMWPE） （CBF） 0.97 2700~3200 89~100 3.5~3.7 100 2.87 3800~4840 79.3~93.1 3.1~3.2 650 E-玻纤 （GF） 2.55~2.62 3100~3800 76~78 4.7 350
SYBO复合材料公司的一款超轻型18英尺/5.5米的奇 特姆小船，由于采纳了双层真空袋渗透工艺制备船 体，因此重量减到260 磅/118千克。
长18英尺的船体正在进行双层真空袋渗透准备， 内部刚铺装好一层内袋用于真空渗透。
套上外袋的制件，准备进行独立的抽真空。
外袋进行密封抽真空。
玻璃钢龙舟抢占传统龙舟市场
表7 世界各国海军在役的主要FRP/CM猎扫雷舰艇概况
国 别 舰 Hunt 英 国 Sandown 法 荷 国 兰 Eriden Alkmaar Aster Lerici 意大利 Gaeta 瑞 挪 丹 典 威 麦 Landsort Oks/Alta Stan Flex300 Gaeta 8 7 8 14 6 52.59.92.6 47.59.62.2 55.213.62.5 5492.5 52.59.93.0 /697 270/360 275/375 /480 /720 19881996 19811992 19901997 19881996 19942003 11 13 12 7 4 52.510.52.3 51.58.92.5 51.58.92.6 51.58.92.5 50.09.92.6 450/484 562/605 562/595 562/595 485/560 19862002 19771996 19811989 19831991 19781985 级 数 量 11 主尺度(m) LBT 60102.9 排水量(t) 标准/满载 615/750 建造年份 19771989
钛基CM 镁基CM 银基CM ……(共7类) 碳化物基CM 氮化物基CM
陶瓷基
氧化物基CM ZTA陶瓷基CM Sialon陶瓷基CM
无机非金属基 CM (CMC)
石英玻璃基CM
玻璃陶瓷基
LAS玻璃陶瓷基CM MAS基CM Basialon基CM