钢/聚氨酯夹层板是由两侧钢质面板通过非金属芯材聚氨酯弹性体紧密粘合在一起而形成的复合结构,简称SPS夹层板。面板主要承受由弯曲引起的面内拉压载荷,可通过调整上下面板的间距,增加结构截面惯性矩,提高抗弯刚度;而芯层主要承受横向剪切力,可通过压缩变形吸收大量能量。因芯材的非金属混合特性,使得SPS夹层板系统具有更优良的抗疲劳、隔热、吸能减振、隐身等突出优点。而且,采用SPS材质的船体结构简单,成本较低,能够有效减少焊接工作量,废料回收利用也简单易行。本文梳理分析SPS夹层板的设计原则、结构型式、功能及应用情况,充分考虑SPS夹层板的应用工况及功能要求,重点针对SPS夹层板的制备方法与技术、制备工艺等开展系统研究,形成可行的SPS夹层板制备工艺流程;在此基础上,针对特定的大尺寸SPS夹层板制订工艺流程和具体参数,解决制备过程中腔体成型难及易出现缺陷等问题。主要包括:(1)分析SPS夹层板的典型结构型式、功能及应用情况,从生产、使用等方面分析不同结构或构件对夹层板尺寸和力学性能的要求,从而确定夹层板实际应用时必须考虑的典型尺寸以及各种力学性能,如抗拉强度、弯曲强度、抗弯刚度、层间剪切强度等。(2)对典型SPS夹层板的制备方法与技术进行研究,整理总结现有的聚氨酯浇注制备工艺,优选出适合SPS夹层板的制备方法和相关技术,并分类整理。总结不同夹层板形式对工艺和参数要求的差异性。(3)开展不同尺寸SPS夹层板制备工艺与优化,特别是大尺寸SPS夹层板的制备工艺,在前期研究的基础上以船舶上层建筑隔板为替代目标对其采用SPS夹层板进行替换,并通过有限元仿真对比两者力学性能差异,实现特定大尺寸SPS夹层板的制备,验证前期工作的正确性和可行性。(4)研究工艺和结构参数对SPS夹层板力学性能的影响,在此基础上推导拟合各参数对SPS夹层板力学性能影响的函数关系,最终形成SPS夹层板质量评估方法以及船用SPS夹层板设计流程。