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Preimpregnated reinforcements (prepregs) in the nautical industry represent an opportunity for naval construction and an alternative method of fabricating composite structures. There prepregs include fibres, resins, their hardeners and a certain number of additives. One may consider them to be semi-products. Their characteristics allow the highest levels of performance and reliability to be attained., Les préimpregnés dans le nautisme sont un enjeu pour la construction navale et une autre méthode d'élaboration des structures composites. Les préimprégnés comprennent les fibres, les résines, leurs durcisseurs et un certain nombre d'adjuvants. L'imprégnation est faite à plusieurs taux de résine.On parle de semi-produit composites. Leurs caractéristiques permettent d'accéder aux plus hauts niveaux de performance et de fiabilité.

Fiberglass laminate design is of deep concern to marine designers and engineers. This presentation summarizes the topic of core selection for marine structures. It provides a schematic approach to de-complicating laminate design, reviews the attributes of different types of Polimex cores and outlines the principal causes of sandwich failure. For sake of brevity engineering analysis and formulas have been greatly abbreviated., La conception de stratifiés en fibres de verre est d'un grand intérêt pour les concepteurs et les ingénieurs de la marine. Cette communication résume le thème du choix de l'âme pour les structures marines, en fournissant une approche schématique pour simplifier la conception des stratifiés. Les propriétés de différents types d'âmes Polimex et les principales causes de rupture des sandwichs seront passées en revue. Dans un esprit de brièveté, l'analyse et les formules ont été simplifiées.

In the last two decades, the Finite Element Method has been growing as a powerful tool for the structural analysis of the ship hull, but in nautical construction the use of this method has been related mainly to steel or aluminium hulls. In a metallic structure the material is homogeneous and isotropic and the plate, or the stiffened plate, behaves as an orthotropic plate, which means orthogonally anisotropic with three mutually perpendicular planes of symmetry; on the contrary, when considering a composite hull panel the scheme ought to be different, because there arise two different problems, which ensue from the structural characteristics of the composite sandwich panel. Firstly, the Element Stiffness Matrix must take into account the natural anisotropy of the plate which is made by an overlap of several layers of different materials, such as glass, kevlar or carbon of different thickness and with different orientation. Each layer may be considered as homogeneous and orthotropic but the resulting composite panel is heterogeneous and anisotropic. The second problem which must be faced in applying the Finite Element Method to a composite hull ensues from the fact that the sandwich composite panel consists of two moulded skins firmly bonded to a core of plastic or aluminium honeycomb or of lightweight plastic foam. This configuration, making the entire panel an integral unit, gives a continuous support to the skins, allowing them to be stressed at and above the yield strength without buckling, and permits a very light core to carry the beam shear stresses., Ces vingt dernières années, la méthode par éléments finis s'est développée comme un outil puissant pour l'analyse structurale des coques de bateaux, mais dans la construction navale, l'utilisation de cette méthode a surtout été appliquées aux coques en acier ou en aluminium. Dans une structure métallique, le matériau est homogène et isotrope, et la plaque - ou plaque raidie - se comporte comme une plaque orthotrope, c'est-à-dire anisotrope orthogonale à trois plans de symétrie perpendiculaires en composite, l'approche doit être différente puisqu'il se pose deux problèmes différents dûs aux caractéristiques structurales du panneau prendre en compte l'anisotropie naturelle de la plaque qui est constituée d'un empilement de différents matériaux tels que verre, kevlar ou carbone, avec différentes épaisseurs et orientations. Chaque couche doit être considérée comme homogène et orthotrope, mais le panneau composite résultant est hétérogène et anisotrope. Le second problème qui doit être pris en compte en appliquant la méthode par éléments finis à une coque en composite provient du fait que le panneau composite sandwich consiste en deux peaux moulées collées à une âme en plastique ou en nid d'abeille en aluminium ou en mousse plastique légère. Cette configuration, qui fait du panneau entier une unité intégrale, fournit un support continu aux peaux, leur permettant d'être sollicitées au-dessus de leur seuil de résistance critique sans flambage, et permet à une âme très légère de supporter les contraintes de cisaillement. L'objectif de cette présentation est donc d'examiner les problèmes survenant lors de l'évaluation de la matrice des éléments de rigidité de la coque en composite, dans laquelle la rigidité flexurale prend totalement en compte les caractéristiques physiques sus-mentionnées du panneau composite sandwich.

Composite materials represent for shipbuilding industries a possible way to improve the competitiveness of products, particularly in the field of high technology vessels where high strength and stiffness to weight ratios allow increased payload capacity to be obtained, improved performances and lower propulsion costs. In fact with these materials the designer can obtain considerable saving in structural weights, easier production and assembly techniques for complex shapes structures, and better long term performances of the structures when exposed to the marine environment. Unfortunately potentially wide application of F.R.P. structures is restrained by a general lack of knowledge on the mechanical and physical behaviour of these structures. In this context the development of theoretical and experimental investigation is of utmost importance for the definition of structural design and analysis procedures that allow to be exploited all the potential benefits deriving from the use of these materials. In this paper a part of the numerical and the experimental activities, aimed at studying the behaviour of composite panels to be employed in ship superstructures, is described., Les matériaux composites représentent pour les industries de construction navale un moyen possible pour améliorer la compétitivité des produits, particulièrement dans le domaine des navires de haute technologie où les rapports élevés résistance et rigidité sur poids permettent d'obtenir une plus grande capacité de charge transportée, de meilleures performances et des coûts de propulsion réduits. En effet, avec ces matériaux, le concepteur peut obtenir des gains de poids de structure considérables, des techniques de production et d'assemblage de performances à long terme quand les structures sont exposées à l'environnement marin. Malheureusement, les applications potentiellement larges des structures FRP sont limitées par le manque général de connaissance de leurs comportements mécanique et physique. Dans ce contexte, le développement de recherches théoriques et expérimentales est de la plus haute importance afin de définir les procédures de conception structurale et d'analyse et de permettre d'exploiter tous les bénéfices potentiels dérivant de l'utilisation de ces matériaux. Dans cet article, une partie des activités théoriques et expérimentales ayant pour but d'étudier superstructures de navire est décrite.

This communication presents a research programme concerned with the behaviour of composite materials used in marine structures, including properties, calculation methods, fire behaviour, and fabrication. Conclusions from this project will be presented in the form of recommendation cards which will help French manufacturers to obtain gains in productivity, competitiveness and quality.

A recent product, now five years old, Nidaplast is an extruded polypropylene honeycomb, coated on both faces by a non-woven polyester. Its widespread uses extend from public buildings including water treatment plants through to the composites industry. To all these cases the honeycomb structure brings its well-known physical and mechanical properties of lightness and strength. In addition, the flexible coating on the faces allows easy fabrication which is not the case for normal honeycombs. The polypropylene offers chemical inertness and non-toxicity., Produit récent, apparu il y a cinq ans, le Nidaplast est un nid d'abeille extrudé en polypropylène, revêtu sur ses deux grandes faces d'un non tissé de polyester. Son utilisation, très diversifiée, va des travaux publics à l'industrie des composites en passant par le traitement de l'eau. Dans tous les cas, la structure nid d'abeille apporte ses caractéristiques physiques et mécaniques reconnues de légèreté et de résistance. Le revêtement souple, présent sur les deux grandes faces du Nidaplast, permet une facilité de mise en oeuvre qui manquait aux nids d'abeilles. La matière polypropylène, quant à elle, offre l'inertie chimique et la non toxicité.

An integrated approach is introduced for the solution of the inverse problem: which are the lamina orientation, laminate constitution, core quality and thickness combination ensuring specified objective(s) to be reached? The optimal solution is obtained using mathematically stringent optimization methods (the Method of Moving Asymptotes, MMA) coupled with finite element analysis, interactive graphic pre- and post-processing and parametric modelling, as implemented in OASIS-ALADDIN. This approach has been applied to the optimal design of the hull structure of a Surface Effect Ship made of GRP-sandwich. The objective was to minimize the weight of the ship by determining the optimum skin and core thicknesses of structural members of the hull as well as web spacing with constraints on panel stiffness and maximum stress as to meet the rules of Det norske Veritas. The total weight was reduced by 5%., Une approche intégrée est présentée pour la résolution du problème inverse: quelles sont les orientations des couches, constitution du stratifié, densité de l'âme et combinaison des épaisseurs permettant d'atteindre un objectif précis ? La solution optimale est obtenue par l'utilisation de méthodes numériques d'optimisation sous contraintes (MMA- Méthode des Asymptotes Mobiles) couplées avec un code de calcul par éléments finis, des modules de pré et post-traitement graphiques interactifs et un modeleur paramétrique, fonctionnalités intégrées dans le code OASIS-ALADDIN. Cette approche a été appliquée à l'optimisation de la conception de la coque d'un NES en sandwich-PVC/verre/polyester. L'objectif était de minimiser le poids du navire en identifiant les valeurs optimales des épaisseurs des peaux et âmes de la structure ainsi que de l'espacement entre membrures, tout en respectant les restrictions sur la rigidité des panneaux et les contraintes maximales imposées par les règlements du DnV. Le gain de poids obtenu est de 5%.

To help spur the defence industry in Malaysia, the Government is encouraging indigenous research and development effort. This paper describes the development of a prototype fibreglass assault boat at the Universiti Teknologi Malaysia. The boat, designed for riverine and coastal water operations was modelled on aluminium boats currently used by the Malaysian Armed Forces. The completed boat has been evaluated and some minor modifications will be made on the final prototype to be built soon., Pour aider l'industrie de la défense à se développer en Malaisie, le gouvernement encourage la recherche et le développement indigène. Cet article décrit le développement d'un prototype de bateau d'assaut en fibre de verre à l'Université de Technologie de Malaisie. Le bateau, conçu pour manoeuvrer dans des eaux fluviales et côtières a été modelé d'après des bateaux en aluminium actuellement en usage dans les forces armées malaises. La totalité du bateau a été évaluée et quelques modifications mineures seront faites sur le prototype final qui sera bientôt en construction.

Composite materials offer many advantages for the construction of metal hull ships' superstructures (lower weight, higher resistance to fire compared to aluminium alloy, integration of specific functions to the material ...). DCN Lorient has the most of these characteristics to build the "La Fayette" class frigate superstructures. This paper discusses the developments that were undertaken for the choice and validation of the technical solutions retained and particularly the connection to a metal hull. The difficulties to be resolved during the manufacturing and assembly of the superstructures on board the prototype are also discussed. This concept can be applied to other types of ships with metal hulls, by adapting the technological choices to the design requirements., Les matériaux composites offrent de multiples avantages pour la réalisation des superstructures d'un navire à coque métallique: gain de masse, tenue au feu supérieure à celle des alliages d'aluminium, intégration de fonctions spécifiques au matériau... DCN Lorient a mis ces performances à profit pour la réalisation des superstructures des frégates type "La Fayette". La communication décrit les développements réalisés pour permettre le choix et la validation des solutions technologiques retenues et notamment les fixations sur un pont métallique et, également, les difficultés rencontrées lors de la fabrication et du montage à bord des superstructures du bâtiment prototype. Le concept peut être étendu à d'autres types de navires à coque métallique en adaptant les choix technologiques au cahier des charges.

Baltek Corp. is currently in the process of introducing 3 new products: density select material, AL-600/10 and DecoLite panels, that reduce weight and cost. Creep results on typical core materials have shown that only end-grain balsa (EGB) and 9.0 lb. Nomex honeycomb were capable of continuous operation at 160 F (71 degree C). In reverse bending fatigue studies, EGB has a fatigue limit 2-2.4 times that of the PVC foams. Finally, while EGB by itself is a ASTM E-84 Class 2 material, with the proper skins and resin system, it can easily meet Class 1 requirements., Baltek Corp. est actuellement dans le processus d'introduction de trois nouveaux produits : matériau à densité triée, panneaux AL-600/10 et DecoLite, qui réduisent le poids et le coût. Les résultats de fluage sur des matériaux d'âme typiques ont montré que seuls le balsa debout (EGB) et le nid d'abeille Nomex 9,0 lb (150 kg/m2) sont capables d'utilisation continue à 160 F (71°C). Au cours des études de fatigue en flexion alternée, EGB a une limite de fatigue 2 à 2,4 fois celle de mousses PVC. Tandis que EGB par lui-même est un matériau de classe 2 pour la résistance au feu selon ASTM E-84, avec un système de peaux et de résine convenables, il peut facilement satisfaire les exigences de la classe 1.

Sandwich panels with a facing of laminated fibre reinforced plastics are now established boatbuilding materials. In the last few years they have begun to replace the traditional metal and wood in ship and marine construction. Today's materials are usually selected on the basis of minimum cost and simplicity of construction. This is often contrary to the demands of the owner who wants an inexpensive, safe, easy-care and long-lasting ship. The requirements of boatbuilder and operator can easily be satisfied if the combination of the best choice of materials and new, rationalized construction methods are considered. Taking the construction of the boat "Sandwich" as an example we will demonstrate the increased importance of the tough rigid linear PVC foam core materials and how this property is used to advantage in an integrated overhead construction., Les panneaux sandwich avec des peaux de stratifiés en plastique renforcé par fibres sont des matériaux maintenant reconnus dans le domaine de la construction navale. Ces dernières années, ils ont construction marine. Les matériaux d'aujourd'hui sont habituellement sélectionnés sur la base d'un coût minimum et de la simplicité de construction. Ceci est souvent contraire aux demandes du propriétaire qui veut un bateau bon marché, sûr, facile à entretenir et qui dure longtemps. Les exigences du constructeur de bateau et de l'utilisateur peuvent facilement être satisfaites si une combinaison du meilleur choix de matériaux, des méthodes de construction nouvelles et rationnelles sont pris en considération. A partir de l'exemple de la construction du bateau "Sandwich" nous montrons l'importance croissante des matériaux d'âme en PVC linéaire ductile et rigide et comment cette propriété est utilisée à son avantage dans une construction inversée intégrale.

This paper gives a brief overview of design with composite materials for the pleasure boat industry. The dimensioning of sail and motor boats is described and material properties are discussed from the point of view of a naval architect., Cette communication donne un bref portrait de la conception à l'aide de matériaux composites dans l'industrie du bateau de plaisance. Le dimensionnement des voiliers et des bateaux à moteur est décrit et les propriétés des matériaux sont discutées du point de vue de l'architecte naval.

The use of finite element calculations is valuable in the design of composite structures, but few examples of correlations between measured behaviour and finite element calculations are currently available. After definition of a representative type of structure (a stiffened sandwich boat hull), and construction of a test set-up allowing the loading of such panels (uniform pressure loading of 1 m by 2 m panels), modelling was performed in four laboratories using different finite element codes. The results obtained (deflections and strains) have been correlated with test results. A satisfactory correlation is obtained for deflections (differences around 20% for the central deflection) but the correlation between measured and calculated strains is less satisfactory., L'apport des calculs par la méthode des éléments finis (EF) est important pour le calcul des pièces en composites. Actuellement, peu de comparaisons entre calculs EF et essais sur structures ont été entreprises. Après avoir défini un type de géométrie représentative d'une structure marine (bordé de navire réalisé en sandwich raidi), et ainsi qu'un moyen d'essai permettant la mise sous charge (pression répartie) de ces panneaux de dimensions lni x 2m, la modélisation de cet essai a été entreprise par quatre laboratoires différents en utilisant des codes EF différents. Les résultats obtenus (flèches et déformations) ont ensuite élé comparés avec ceux d'essais. Une corrélation satisfaisante est obtenue pour les flèches (écart de l'ordre de 20% pour la flèche au centre) alors que la corrélation est médiocre pour les déformations.

The rational procedure for the structural design of composite marine structures, including the determination of structural loading, material characterization, design criteria and performance of strength calculations, is first presented. This is followed by a critical analysis of the problems, limitations and future perspectives of the numerical tools necessary for the performance of analytical and design oriented calculations of composite marine structures., Cette communication présente une procédure rationnelle pour la conception de structures, comprenant la détermination du cahier de charges, la caractérisarion de matériaux, la définition de critères et le calcul de résistances. Les problèmes, limitations et perspectives des outils numériques nécessaires pour le calcul de structures marines sont ensuite analysés.