电脑仿真技术引入船舶主机性能测试的研究

聚苯胺（PANI）纳米纤维同时具有PANI优异的物理、化学性能以及纳米纤维特有的小尺寸效应,在生产和生活领域中具有潜在的应用前景。PANI纳米纤维制备方法主要包括物理法、化学法、电化学法和综合法等。综述了不同方法的制备原理、优势及存在的问题,重点介绍了化学法中的种子聚合法、界面聚合法和乳液聚合法,并预言综合使用各种聚合法将成为制备PANI纳米纤维的趋势。     

PANI／PPY／TiO2复合薄膜的制备及其防腐蚀性能

以苯胺（aniline）和吡咯（pyrrole）为电聚合单体,采用循环伏安法在不锈钢电极表面电沉积出PANI/PPY/TiO2导电共聚物/无机复合薄膜．采用CV、SEM和FT-IR等测试手段对其电聚合过程、微观结构和分子结构进行了分析,同时通过Tafel极化曲线法、EIS电化学阻抗谱对PANI/PPY/TiO2薄膜在3.5％NaCl溶液中的耐腐蚀性能进行了研究．结果表明：TiO2的添加提高了导电聚合物薄膜的阳极保护和抑制腐蚀反应中电荷转移的能力,使PANI/PPY/TiO2复合薄膜的金属保护能力明显优于PANI和PANI/PPY薄膜．     

新型Mg/导电PANI海水激活电池性能研究

研制了一种以低熔点、高活性的镁合金为负极、导电聚苯胺为正极的新型海水激活电池,采用动电位扫描方法对镁合金负极、导电聚苯胺正极的电极性能进行了研究;采用恒电阻放电的方法研究了电池放电性能以及电解液浓度、电解液温度和抑氢剂等对电池性能的影响.结果表明新型镁合金负极在海水中极化较小,自腐蚀速度低,稳定电位较负,与导电聚苯胺组成电池的工作电压高,放电电流大.在3.5%NaC1溶液中,40～45℃,有适宜的抑氢剂存在时,Mg/导电PANI海水激活电池以2.2Ω恒电阻放电,其工作电流密度可达到85mA.cm-2以上.Mg/PANI海水激活电池有较高的电流和工作电压,有很好的应用前景.     

聚丙烯/乙丙橡胶/SiO_2纳米复合材料的制备与表征

本文采用溶胶凝胶法成功制备了聚丙烯/乙丙橡胶/SiO_2纳米复合材料。首先利用辐射方法对乙丙橡胶进行固相接枝γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷,然后通过溶胶凝胶法制备乙丙橡胶/SiO_2母料,并成功制备了聚丙烯/乙丙橡胶/SiO_2纳米复合材料。通过红外、SEM、DSC、力学性能等对复合材料性能进行了表征。结果表明,复合材料经过改性后,其断裂强度增长了12.7%、杨氏模量增长了33.7%、断裂伸长率增长了40.1%;纳米SiO_2在介质中分散良好,聚丙烯/乙丙橡胶/SiO_2纳米材料综合性能得到提高。     

Co-TiO_2纳米复合材料防腐及组织性能研究

Co-TiO_2纳米复合材料因其优良的防腐性被广泛应用于舰船材料上。本文以钛酸丁酯、硝酸钴为原料,采用溶胶凝胶法制备得到Co-TiO_2纳米复合材料,并对不同掺杂比、不同热处理温度下的复合纳米材料进行盐雾、红外、形貌、吸附性能测试,得到最优掺杂比和最优热处理温度,为以后Co-TiO_2纳米复合材料在舰船方面的研究奠定基础。     

纳米B4C(BN)/环氧树脂复合材料制备及性能研究

本文采用机械辅助的表面改性工艺,对氮化硼和碳化硼进行表面修饰,将其作为中子吸收填料制备微米和纳米BN(B4C)/环氧树脂复合材料,比较了不同粒径下材料在微观形貌、机械性能、耐热性能的差异,并利用MCNP程序对纳米材料的中子屏蔽性能进行模拟.结果表明:2种纳米级的复合材料较微米级微观形貌更加平整,其中BN含量为20％的复合材料冲击强度从28 kJ/m2提升至33 kJ/m2,拉伸强度从127 MPa提升至135 MPa,B4C含量为20％的复合材料冲击强度由24kJ/m2提升至32kJ/m2,拉伸强度从124 MPa提升至128 MPa,耐热性能也都有明显提升.模拟计算结果显示,2种环氧基复合材料对热中子有着良好的屏蔽性能,1cm厚度的屏蔽板材对热中子屏蔽率接近100％.可作为一种良好的耐高温中子屏蔽材料.     

聚苯胺/牛血清白蛋白/钙钛矿纳米复合材料的制备及表征

在水溶液中,以粒径在26.4～29.6 nm的La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3纳米晶体复合氧化物为母体构造出苯胺/牛血清蛋白/La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3复合物.牛血清白蛋白和苯胺单体在溶液中组装到La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3纳米晶体表面,从而使得吸附牛血清蛋白的La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3纳米晶体表面包裹了一层苯胺,以苯胺/牛血清蛋白/La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3复合物为前驱体通过进一步化学氧化得到聚苯胺/牛血清蛋白/La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3复合材料.利用紫外-可见光谱研究了牛血清蛋白和苯胺的相互作用,用IR、EDS和SEM对复合材料进行表征.结果表明：苯胺影响了牛血清蛋白的α-螺旋程度,导致牛血清蛋白的最大吸收波长发生变化.复合材料具有较强的中红外吸收,呈连续网状结构.     

聚苯胺包覆二氧化钛纳米线的制备及光降解罗丹明B

采用熔盐法制备TiO_2纳米线,在十二烷基硫酸钠的作用下通过原位聚合法将苯胺聚合在TiO_2纳米线表面,制备得到聚苯胺包覆二氧化钛(PAN@TiO_2)纳米线.利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和透射电镜(TEM)等对TiO_2纳米线和PAN@TiO_2复合纳米线的组成、结构、吸光范围和形貌进行表征.结果表明:此复合纳米线是由金红石型TiO_2纳米线为核、PAN为壳的核壳结构.以PAN@TiO_2纳米线为光催化剂对罗丹明B进行光降解研究,光照8 h后罗丹明B的残留量小于1%(初始浓度为10 mg/L).PAN@TiO_2复合纳米线的光降解能力明显高于纯金红石型TiO_2,说明聚苯胺与TiO_2的协同作用有利于光催化效率的提高.     

海洋工程用铝合金表面微弧氧化膜的耐腐蚀性能

为了制备性能良好的微弧氧化膜层，以提高海洋平台用2Al2铝合金的耐磨性和耐腐蚀性。本实验采用微弧氧化技术，将不同浓度的MoS2颗粒（0 g/L、1 g/L、2 g/L、4 g/L、6 g/L和8 g/L）添加到电解液中，在2Al2铝合金表面制备微弧氧化膜层。通过扫描电子显微镜和光学显微镜对复合镀层的微观形貌、组织结构进行分析；采用摩擦磨损试验、电化学腐蚀试验等实验方法分析了镀层的耐磨性和耐腐蚀性能。实验结果表明，随着纳米MoS2颗粒含量的增加，陶瓷层表面微孔尺寸减小，微孔数量增加，并且孔洞的分布更加均匀，致密度得到了很大的提高，且膜层厚度随着纳米MoS2颗粒含量的增加先增后减；添加纳米MoS2颗粒后，使得膜层摩擦系数降低，并且基本稳定在0.45左右；当纳米MoS2颗粒含量为4g/L时，陶瓷层的耐腐蚀性能最好。     

Ti/PbO_2+Co_3O_4复合电极材料在混合超级电容器中的赝电容性能研究

采用溶胶凝胶法制备纳米Co_3O_4粒子,通过复合共沉积法将Co_3O_4嵌入沉积在Ti基体的PbO_2镀层中,制备得到PbO_2+Co_3O_4复合电极材料.用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)等对纳米粒子和复合电极材料的组成、结构和形貌进行表征.结果表明:该复合电极材料由β-PbO_2和尖晶石结构的Co_3O_4组成,随着纳米Co_3O_4含量的增加,复合材料的表面粗糙度和孔隙率逐渐增大.通过循环伏安扫描(CV)和充放电等电化学测试,对复合电极材料在1 mol/L NaOH溶液中的赝电容性能进行了研究.结果表明:该复合电极材料的比电容值可达215 F/g,表现出了良好的赝电容性能.     

基于光电复合缆的水声信号采集发射传输系统

众所周知水下电磁环境复杂,在水下采用电缆传输电信号非常容易受到海洋电磁环境干扰,并且随着距离的增加,电信号受到干扰和衰减也就越大.因此水下中长距离的信号传输采用光电复合缆传输是一个比较好的选择,光纤用来传递水声信号,电缆用来传输电力.因此本文设计了一种基于光电复合缆的水声信号采集发射传输系统,能够很好地解决上述问题.本设计将要采集和发射的水声模拟信号在采集发射端和主机端转换成光信号,端到端之间的传输采用光信号,而采集发射端的供电则由光电复合缆的电缆提供.     

船舶复合材料应用现状及发展趋势

复合材料因其显著的性能特点,在船舶领域具有广阔的应用空间,随着建造工艺的进步和材料性能的提升,船舶复合材料应用范围和比重逐步增大。研究船舶复合材料的结构属性、建造工艺和应用优势,梳理国内外船舶复合材料应用现状,分析船舶复合材料应用发展方向,研判船舶复合材料发展趋势,为我国船舶复合材料的发展提供参考方向。     

舰船高温排烟管表面纳米Al2O3-CeO2/Ni镀层的微观组织和抗高温氧化性能

为了制备具有优异抗氧化性能的复合镀层,试验采用双脉冲电源,在舰船高温排烟管试样表面沉积Al2O3-CeO2/Ni纳米复合镀层,通过抗氧化性能测试,研究了Al2O3纳米颗粒浓度和CeO2浓度对复合镀层的抗氧化性的影响。试验得出复合镀层的微观组织随着Al2O3颗粒的添加细化晶粒,当镀液中纳米CeO2颗粒浓度增加到1.5 g/L时,晶粒尺寸分布均匀,同时镀层表面平整、致密;复合镀层的抗氧化性随镀液中纳米Al2O3浓度增加而增加,随CeO2浓度的增加先降低后增加。     

纵向弯矩下材料随机特性对复合材料船体可靠性的影响

The effects of stochastic characteristics of materials on the reliability of ship hulls made of composite materials under longitudinal moment were extensively studied using reliability and sensitivity calculations of a composite ship hull which was sagging.The reliability indices and failure probabilities of the ship in three kinds of failure modes (buckling,material failure,and ultimate collapse) were calculated by the surface response method and JC method.The importance factors of random variables in stochastic models,such as the model errors in predicting the ultimate longitudinal strength of ship and the longitudinal bending moment that the ship withstands,as well as the stochastic characteristics of materials in the models used,were calculated.Then,the effects of these random variables,including the stochastic characteristics of materials on the reliability index and the failure probability of ships which were sagging,were discussed with their importance factors.The results show that the effects of stochastic characteristics of materials on the reliability of ship hulls made of composite materials should be considered during the reliability assessment of composite ships.Finally,some conclusions and recommendations were given for high-speed ship design and safety assessment.     

耐蚀金属复合材料在海洋环境中应用的可行性研究

以不锈钢/碳钢金属复合材料为例,探讨耐蚀金属复合材料在海洋环境中长期使用的可行性。结果表明,耐蚀金属复合材料在海洋大气区和浪溅区时具有良好的耐蚀性,使用效果显著;但当耐蚀金属复合材料在水位变动区使用时,必须采取有效措施(如阴极保护)消除复合材料基材与复材之间电偶腐蚀,以保证复合材料在该区域的使用效果。     

轻质夹芯复合材料结构强度评估方法研究

由于具有高强度、高模量、重量轻、耐腐蚀的优良特点,复合材料在船舶上的应用逐渐成为研究热点.目前可查阅的关于船体复合材料结构强度校核的文献很罕见以及各种规范对船体复合材料结构强度校核尚未给出明确的说明.与各向同性材料的强度评估方法相比,复合材料强度评估有很大的不同.本文基于试验结果,分别采用壳单元、实体-壳单元和实体单元模型对复合材料结构进行数值分析,确定用于轻质夹芯复合材料结构强度评估的合理有限元模型.基于渐进损伤分析理论,采用Tsai-Wu失效准则和突降退化模型,对轻质夹芯复合材料的极限强度进行评估.结果表明:计及结果精确性与计算成本,可用壳单元模型分析复合材料结构的应力-应变分布;渐进损伤分析方法结合材料退化模型不仅有效地对复合材料结构的极限强度进行预测,同时还能判断材料的失效模式.     

舰船高温排烟管表面复合镀层氧化性能的研究

为了制备具有优异抗氧化性能的复合镀层,试验采用双脉冲电源,在舰船高温排烟管试样表面沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层,采用抗氧化性能测试,研究工艺参数对复合镀层的抗氧化性的影响。试验得出复合镀层的抗氧化性随镀液中纳米 Al2O3浓度增加而增加,凹凸棒土的添加可以提高抗氧化性,随 CeO2浓度的增加先降低后增加,随占空比的增加先增加后降低。     

复合材料船体纵向极限强度可靠性分析

把船体甲板或船底板结构视为是一系列加筋板单元的组合，然后利用复合材料梁柱理论计算船体加筋板单元构件的极限承载能力，最后用Smith法计算复合材料船体的极限承载能力。由于复合材料船体纵向极限强度的极限状态方程不能简单地用船体各参数显式表达，故将近年发展起来的响应面法与JC法相结合，对复合材料船体纵向极限强度进行了可靠性分析。并讨论了影响船体纵向极限强度可靠性各变量的敏感性。     

基于等效截面的复合材料板格弯曲正应力计算方法

复合材料板格作为复合材料基本板架结构力学性能的最小分析单元,是由不同厚度、不同材料和不同铺设角度的单层板叠合而成。利用材料力学理论和经典复合材料层合板理论,推导一般情况下的复合材料板格中性轴位置控制方程,并采用等效截面方法,提出复合材料板格各单层弯曲正应力的计算公式。复合材料板格各单层的最大正应力由模量比和距中性轴位置共同决定。此公式形式上和各向同性材料弯曲正应力的计算公式一致,从而将弯曲正应力计算公式由各向同性材料扩展到各向异性材料,为掌握复合材料板架结构应力水平提供方便。此公式形式简洁,便于工程应用。