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    復合材料螺旋槳的缺點

    日期:2016-09-07

    摘要:螺旋槳葉片的特點是外形和受力情況都比較復雜,而且對尺寸精度,表面光潔度及質量分布等都有較高的要求。

    螺旋槳葉片的特點是外形和受力情況都比較復雜,而且對尺寸精度,表面光潔度及質量分布等都有較高的要求。復合材料的優點相當多,但是用于制造螺旋槳,還是有些不利的缺點:

    1、 剛性差

    這一點是對產品的性能影響最大的。雖然復合材料強度高,但在相同應力情況下,它比金屬材料的變形大許多,不論是碳纖維還是玻璃纖維都一樣,而且由于考慮成本因素,產品大多采用玻璃纖維,變形就更加顯著了。有些工業產品只要強度夠,大一點的變形對于產品性能沒有太大影響,但螺旋槳如果變形較大將造成流場的改變,所受的應力分布于預估的會不同,因此會造成流場及螺旋槳應力變化的問題。但如果妥善運用此項特性,就可使缺點變優點而成自動調整螺距螺旋槳上述。以同樣螺旋槳轉速來說,船速高時螺距要大,船速低時螺距要小,如果一般材料靠形狀設計成 此項功能時,為了得到足夠大的變形,強度必然不夠,只有復合材料可以在具有足夠強度的同時,又有相當大的變形,且如果是采用長纖維的復合材料,還可通過纖維擺設角度的改變來體現自動調整螺距的功能,這樣可使螺旋槳的推進效率盡量保持定值,而不隨船速及負載狀況改變從而導致推進效率急劇下降。

    2、 耐久性差

    研究所用的復合材料就是玻璃纖維強化塑膠,雖然通過纖維的強化,但畢竟還是塑膠,對于長期受負荷的情況可能造成潛變,且塑膠由于溫度變化及長期在惡劣的環境中可能造成材料的惡劣,使得強度降低,因此,如果能在它的上面涂油漆之類的東西使它與外界隔離,則可延緩材料的老化。

    3、 表面硬度低

    上述說過復合材料有強度高的優點,但是,復合材料表面硬度并不高。由于有這個缺點,復合材料抵抗穴蝕的能力一般來說比不上金屬材料,對于穴蝕所造成破壞的抵抗性沒有金屬好。但是如果是可更換葉片的復合材料組合螺旋槳,當穴蝕造成葉片一定程度損傷時,將葉片更換掉,就會彌補在這方面的不足,另外也可以考慮在復合材料槳葉表面涂上特殊油漆,使它與外界隔離,這樣也可以抵御穴蝕,延長使用壽命。

    4、 抗沖擊性能差

    復合材料雖然整體強度高且變形可以很大,但如果是局部受力的話,很容易產生裂縫或是整個斷裂。比如說,速度較慢顆粒較小的物體擦到它的時候是毫無影響的,一般也不會造成損壞,但是撞到堅硬高速的物體時,就會比金屬螺旋槳容易產生破損。這是比金屬材料差的地方,因為通常金屬的塑性都很好,而且金屬的剛性和表面硬度也都比復合材料要好一些。


    標簽: 螺旋槳(85) 螺旋槳葉片(27)
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