了“揉压气囊”的新概念。这是对气囊工作过程和强
度概念的新认识。
在以往气囊下水的描述中,把气囊在船底下的运
动单纯地描述为“滚动”,这样的描述是不够准确的。气
囊在船底下被压扁,它的运动受到船底和地面的双重
制约;当船体在外力的作用下,克服气囊变形的阻力向
前运动时,气囊依靠内部的压力来恢复它的平衡状态。
仔细观察发现,气囊在长度方向恢复平衡状态的速度
并不一致,气囊受到扭转变形,这种既受到挤压又受到
扭曲的复合变形现象可用“揉压”运动来描述。再加上
向前不均衡运动,这就构成了复杂的气囊形变和复原
运动。当气囊产生揉压运动时,气囊的局部囊壁会产生
皱折,在皱折处由于应力集中,囊壁中的多层纤维极易
产生分层,导致增强纤维折断或撕裂,甚至整个气囊的
爆裂。
对于工作压力较小的气囊来说,揉压产生的皱折
在内压的作用下,囊壁与船底或地面的接触部分会产
生蠕动而使之变平,所以揉压运动对低承载力气囊来
说,没有构成主要威胁。但当工作压力提高之后,囊壁
的蠕动就比较困难,囊壁内层与外层之间产生的剪切
力大大增加,这种由于气囊壁剪切变形产生的内力可
称为“切变应力”,是层间剪切破坏和增强纤维折断的
主要杀手。在大船的下水实践中,普通型气囊的爆裂概
率增加了,如果仅从静态承载能力核算,它们可能满足
要求;但受到揉压以后,剪切强度不足会导致爆裂。所
以我们在研制新产品时提出了“揉压气囊”的新概念,
重点要解决揉压运动导致的破损问题。
囊壁的抗剪能力主要由橡胶基体材料来保证。所
以在研制“揉压”型气囊时重点改进了橡胶的配方,并
摸索出一套合理的工艺来提高多层结构间的层间结合
力和结构致密性。