救生艇是救助落水人員或當船舶遇險時撤離船員的船舶專用設備。極地寒冷氣候容易造成極地救生艇艙門部位冰凍,導致艙門無法正常打開,救生艇失去救生能力;此外,極地救生艇內(nèi)溫度至少需維持在-30℃左右,才能保證船員在穿著保溫服情況下正常生存。為了能夠使極地救生艇需要加熱區(qū)域達到除冰和加熱保溫的目的,本文研究了一種能嵌入極地救生艇艇體,既可以作為艇體增強材料,又可以利用自身的電熱效應來除冰的碳纖維布復合材料結構,并對其應用于極地救生艇的制備和性能進行了研究。經(jīng)過分析,碳纖維布/玻璃纖維布層間混雜復合材料在鋪設一層碳纖維布是電熱效率最好,且其強度滿足要求;將其應用于救生艇及其艙門時能夠滿足設計目標,此時艇體強度也達到要求。主要研究工作如下:(1)制備應用于極地救生艇艙門的碳纖維布復合材料。設計幾種典型碳纖維布復合材料的鋪層方式,制備不同形式的碳纖維布復合材料,主要包括純碳纖維布復合材料制備、碳纖維布/玻璃纖維布混雜復合材料制備和碳纖維布/玻璃纖維布層間混雜鋪膠復合材料。(2)研究碳纖維布及其復合材料的電熱性能。以電阻為電學性能的主要評價指標,研究影響不同類型電熱復合材料電阻變化的主要因素;采用實驗的...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 極地救生艇
        1.2.2 碳纖維
        1.2.3 碳纖維復合材料
    1.3 本文的研究內(nèi)容
第2章 碳纖維布復合材料的制備
    2.1 工藝簡介
    2.2 原料及設備
    2.3 端電極制備
        2.3.1 接觸電阻的影響因素
        2.3.2 電極的制備
    2.4 碳纖維布復合材料制備
        2.4.1 碳纖維布的制備
        2.4.2 純碳纖維布復合材料的制備
        2.4.3 碳纖維布/玻璃纖維布混雜復合材料的制備
        2.4.4 碳纖維布/玻璃纖維布層間混雜鋪膠復合材料的制備
    2.5 本章小結
第3章 碳纖維布復合材料的電熱性能
    3.1 測試
        3.1.1 電阻測試
        3.1.2 電阻溫度關系測試
        3.1.3 電熱性能測試
    3.2 不同種類碳纖維布的電阻值
    3.3 浸潤樹脂前后碳纖維布電阻值
    3.4 尺寸與溫度因素對復合材料電阻的影響
        3.4.1 長度因素
        3.4.2 鋪層數(shù)
        3.4.5 電阻與溫度關系
    3.5 碳纖維布/玻璃纖維布層間混雜鋪膠復合材料的溫升規(guī)律
        3.5.1 升溫過程基礎理論
        3.5.2 溫升規(guī)律
    3.6 與伴熱帶比較
    3.7 本章小結
第4章 極地救生艇的溫度場分析
    4.1 傳熱分析理論基礎及相關軟件
        4.1.1 傳熱分析的理論基礎
        4.1.2 相關軟件及其導熱分析理論
    4.2 極地救生艇艙門加熱
    4.3 極地救生艇加熱功率計算
        4.3.1 理論分析
        4.3.2 功率計算
    4.4 布置數(shù)量確定
    4.5 布置方案及穩(wěn)態(tài)溫度場仿真
        4.5.1 布置方案
        4.5.2 艇內(nèi)空氣溫度場仿真
    4.6 布置方案優(yōu)化及溫度場仿真
        4.6.1 布置方案優(yōu)化
        4.6.2 艇內(nèi)空氣溫度場仿真結果分析
    4.7 本章小結
第5章 極地救生艇復合材料的力學性能
    5.1 概述
    5.2 拉伸測試
        5.2.1 原理
        5.2.2 測試
        5.2.3 結果分析
    5.3 極地救生艇吊放狀態(tài)強度分析
        5.3.1 有限元模型建立
        5.3.2 結果分析
    5.4 經(jīng)濟性分析
    5.5 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 主要研究工作及結論
        6.1.1 本文主要研究工作
        6.1.2 本文主要結論
    6.2 進一步研究工作展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3973721