船用气囊柔性下水“揉压气囊”新概念

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。