復合材料用于船舶和海洋結(jié)構(gòu)建造比以往任何時候都要廣泛。與其他大多材料相比，比如鋼鐵和鋁，復合材料從重量上具有較高的剛度和強度。復合材料應用于商業(yè)船或游船各個部分，其結(jié)果是一艘重量非常輕的船比由鋁和鋼制成的同類型船速度要高。更重要的是，保持較輕的重量可以降低燃料成本。對于容納數(shù)百甚至數(shù)千加侖燃料的船只，減少消耗燃料是非常有意義的。
 

      除了減少燃料消耗，還有另外一個與重量有關系的因素，那就是速度。一個很好的例子就是高速客輪Jet Rider，在挪威的操作中可運載244名乘客以每小時48英里的速度航行。由于大部分結(jié)構(gòu)是由復合材料制成，這種輕質(zhì)船與同類金屬制船相比，不僅花銷成本低，而且航行速度快。
 

       其他由復合材料制成船體的船包括一艘259英尺的渡輪，它可以承載570名乘客和137輛轎車以每小時54英里的速度航行。
 

      目前來說，復合材料的使用越來越廣。而大約20多年前，復合船體只限于較小的船只的使用，例如游艇和小型商業(yè)漁船。復合材料應用于大船只的成本過于昂貴。
 

      早期最普遍的復合材料在大型船舶上的應用是由玻璃纖維制成船體的軍事掃雷艦。今天，許多大型船只都是用復合材料制成的，在船只的各個領域，包括船殼、地板、墻壁板、甲板和艙壁，以及管道系統(tǒng)、油箱、廢水箱、聲吶罩、管道、泵、閥門和上部結(jié)構(gòu)。
 

      特別是，復合材料被廣泛用在船舶的上層建筑中（船舶甲板以上的部分）。復合材料的使用減少了重量，這意味著更多的設備可以在不犧牲傾側(cè)穩(wěn)定性的情況下安裝在吃水線上面。雖然船只的目的是維持一定的傾側(cè)而不翻覆，但是對于頭重腳輕的結(jié)構(gòu)，一個足夠強大的力量就會導致其翻船。較大的上部建筑可以由復合材料制成，從而減少傾覆的危險。
 

復合材料船舶應用的材料測試

       然而，即使擁有所有的優(yōu)越性能，復合材料還是要經(jīng)受和鋼鐵、金屬部件同樣嚴格的測試。為確保復合材料滿足適航船舶的需求，模擬海洋影響的各種測試都要進行。總的來說，船舶都有一個很長的使用壽命，預計20年或以上。對于復合材料如何在船舶建造中使用，測試變得必不可少，而且在這方條路上將經(jīng)歷許多年的時間。
 

       沖擊試驗用來預測復合材料如何應對與碎波中碼頭和載荷的碰撞、觸礁的破壞以及水下爆炸碎片損壞。進行復合材料沖擊試驗可展示重要的數(shù)據(jù)，比如韌性到脆性的轉(zhuǎn)變點、受到巨大撞擊后的剩余強度。
 

       在上千次航行中，船舶行駛在海洋上的動作類似于彎曲和扭曲。疲勞性、壓縮度和彎曲度測試必須執(zhí)行，以確保材料不會在這種情況下衰退。疲勞度測試用來檢測復合材料在循環(huán)加載應用中的耐久性和它們變質(zhì)的時間。壓縮測試用來表明破壞的模式，比如分層破壞或壓曲破壞，同時用來檢測壓縮強度。彎曲和扭轉(zhuǎn)測試用來確定復合材料將什么時候“休息”。
 

       同樣的道理，因為復合材料的結(jié)構(gòu)和組件經(jīng)常由黏合劑黏合在一起，所以黏結(jié)點也必須經(jīng)過檢測。靜態(tài)的和循環(huán)的測試檢測黏合強度、去黏合模式和疲勞壽命。
 

       測試也可以幫助檢測破壞承受度。測試結(jié)果確定是否一個極端事件將造成災難性的損害或是否多年積累下來的損傷證明船是不安全的。
 

       造船業(yè)復合材料測試的短期目標是為了設計一款重量輕、堅固、成本低、不會傾覆或因過早被腐蝕增加維修成本的適航船舶。長遠的目標是獲得數(shù)據(jù)為進一步完善和改進船舶設計提供幫助。

復合材料在造船中的應用可能還處在初級階段，但是應用潮流卻在快速轉(zhuǎn)向。復合材料代替金屬有很多好處，海洋工程產(chǎn)業(yè)只是觸碰到復材應用的表面。隨著時間的推移，嚴格的測試將證明復合材料是許多海洋工程一流的材料。