纖維增強複合材料作為(wei) 新型多功能材料，具有重量輕、比強度大、比剛度高、耐疲勞、耐磨性能好等特點，尤其是在製造高質量的船體(ti) 結構方麵有著巨大的優(you) 勢。目前常用的船體(ti) 用複合材料主要有碳纖維、芳綸纖維和玻璃纖維等複合材料。實踐表明，複合材料艦船同鋼製艦船在重量上減輕近50% ，因此複合材料非常適用於(yu) 限製重量、有速度要求的高性能船舶等。隨著複合材料在艦船上的廣泛應用，複合材料與(yu) 金屬之間的連接問題成為(wei) 限製發展的因素之一，常用的機械鏈接和粘接方式存在額外增重、成本高、耐用性無法保證等問題，限製了其應用。

複合材料在船舶結構上的應用

最近，英國焊接研究所（TWI）與(yu) 行業(ye) 顧問GKN Aerospace和Gestamp集團共同開展了一個(ge) 新的針對複合材料與(yu) 金屬連接技術的項目研究。該項目旨在設計和製造一種複合材料-金屬界麵“過渡”區域，通過激光鉚接等技術製造複合材料-金屬接頭及部件，探索新的解決(jue) 方案用來連接異種材料。

該技術的原理如下圖所示，首先通過激光或熱輔助方法在複合材料板上打孔，然後通過該孔洞輸送激光熔化填充材料用來形成鉚釘，最終通過鉚釘實現複合材料板與(yu) 金屬表麵的互鎖連接。與(yu) 傳(chuan) 統的機械鏈接和粘接劑技術比較，激光鉚接技術具有生產(chan) 效率高、避免膠粘劑堵塞、輕量化等優(you) 勢（與(yu) 機械連接相比減重50%以下），能充分發揮複合材料-金屬部件輕質、高強、耐腐蝕、耐高溫、高承載阻力等優(you) 點，為(wei) 複合材料在船舶連接結構上應用提供了新的思路和借鑒。

激光鉚接技術原理圖

據相關(guan) 報道，該項目還將開展對混合連接技術、材料性能評估、識別後處理技術等過程的綜合技術評估研究工作。 此外， 與(yu) 傳(chuan) 統技術不同的是，項目中用到的數值模型的準確性是通過實驗數據，結合技術經濟性對比等綜合結果進行驗證的。