舰船舱室环境油雾在金属和织物表面的沉降特性

[目的]旨在研究舰船舱室环境油雾在金属和织物表面的沉降特性。[方法]在试验舱内释油雾,让其在目标表面上沉降,称量表面沉降前后的质量差即为表面上的沉降质量,以此来对比不同朝向、不同材质表面的沉降特性;将水平向下表面的沉降合理假设为气相沉降,估算其贡献大小,并计算颗粒相的沉降速度。[结果]在朝向方面,金属水平向上表面的沉降质量分别是竖直和水平向下表面的3.98倍和4.66倍,织物水平向上表面的油雾沉降质量是竖直和水平向下表面的1.08倍和1.20倍;在材质方面,织物水平向上、竖直和水平向下表面的沉降质量分别是同朝向的金属表面的49.1倍、169.8倍和155.5倍。估算表明,对于金属水平向上和竖直表面,气相沉积的贡献分别为21.5%和79.2%;对于织物的水平向上和竖直表面,则约为90%。[结论]研究表明,舰船舱室环境油雾在织物表面的沉降远强于在金属表面的沉降;在金属水平向上表面的沉降远大于竖直表面和水平向下表面;在3种朝向的织物表面的沉降差别并不明显;无论何种材质和朝向,气相沉降都不可忽视。对于舰船舱室环境,气相沉降占据主导作用。     

舵空泡对船体压力脉动的数值分析

[目的]船舶航行时舵表面发生的空泡将使船体产生振动和噪声,为了研究舵空化效应引起的船体压力脉动及其影响,[方法]基于Star-CCM流体计算软件,对实船在某航速下在5°和10°舵角航行时产生的空泡进行预报,分析船体压力脉动产生的规律。[结果]分析结果表明,舵空化效应对船体压力脉动有直接影响;在5°,10°舵角工况下,舵空化对船体造成的压力脉动幅值远大于舵表面不存在空化时船体表面的压力脉动幅值,舵发生空化效应越剧烈,船体表面压力脉动的波动幅值就越大。[结论]研究结果论证了舵空化效应对船体的振动和噪声有着直接影响。     

Ni-nSiO_2纳米复合电镀制备钢基超双疏表面

为了在钢基材料上制备超双疏表面,同时避免破坏钢基表面的物理性质,提出一种采用纳米复合电镀法在船用Q235钢材上制备Ni-nSiO_2超双疏表面的工艺。采用纳米复合电镀和液相沉积法在钢基表面构造适合的超双疏性能的微纳米双层粗糙结构。改变复合电镀参数,得到制备钢基超双疏表面的工艺参数。当电流密度为12.5A/dm~2,磁流搅拌速度为200r/min,电镀时间为50min,温度为60℃时,可制备出与水的接触角为154°,与油的接触角为151°的钢基超双疏表面。     

银包覆铁硅铬粉的制备与电磁屏蔽性能研究

[目的]针对海洋环境下电子设备的电磁屏蔽需求,开展高性能电磁屏蔽材料制备及性能研究。[方法]通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、四探针和振动样品磁强计对原始铁硅铬(FeSiCr)粉及银包覆改性后的FeSiCr@Ag的表面形貌、物相组成、电导率和铁磁性能进行分析,采用矢量网络分析仪对样品的S参数进行测试。借助盐雾试验箱模拟涂层在海洋环境下工作的腐蚀行为并对其宏观和微观形貌进行观察,同时使用电化学工作站监测涂层在质量分数为3.5%的氯化纳(NaCl)溶液中的腐蚀行为,并研究其腐蚀机理。[结果]结果表明：随着反应过程中硝酸银(AgNO₃)添加量的提高,镀银层致密完整。化学镀银后其电导率可达586.79 S/cm,X波段屏蔽效率高达80 dB。在湿热、高盐雾环境加速腐蚀96 h后,FeSiCr@Ag制备的树脂涂层表面无锈蚀现象。化学镀银前后的涂层自腐蚀电位分别为-0.4和-0.09 V,表明镀覆银层后腐蚀介质渗入涂层的速率减慢,缓蚀效果良好。[结论]包覆改性后的FeSiCr@Ag材料具有高效电磁屏蔽性能及良好的耐腐蚀性。     

齿轮表面改性技术研究现状

齿轮表面改性技术对于齿面强化,延长齿轮的使用寿命和发展新型齿轮加工技术具有重要的意义.文中综述了齿轮表面改性技术的方法及涂层材料: 涂层方法由最初的化学气相沉积法发展到物理气相沉积法和离子注入法.其中,复合表面处理是目前研究最多的一种方法;涂层材料也由单一涂层向多元涂层发展.在此基础上,提出了齿轮表面改性技术的研究发展方向.     

燃气轮机热障涂层技术专利分析

热障涂层是一种金属陶瓷复合涂层系统,常用于燃气轮机热端部件表面,以降低基底温度,保护燃气轮机在高温下长期工作。本文对燃气轮机热障涂层制备技术、涂层材料技术、结构设计技术相关的专利进行分析,研究了热障涂层技术相关专利的申请趋势、重点申请国、重点申请人、技术发展路线以及未来的发展趋势等。研究结果表明,我国在电子束-物理气相沉积制备技术、热障涂层梯度结构设计等方面与国外存在较大差距,国内需要在相应技术方面加强研发及专利布局。     

滑行艇喷溅阻力特性模型试验研究

通过开展棱柱型滑行艇喷溅阻力的模型试验研究,提出了一种滑行艇喷溅阻力的计算分析方法.试验选取4组不同初始纵倾角τ=1.5°,2.2°,3.0°,5.0°,每个纵倾角对应2个吃水,分别为:τ=1.5°时吃水dA=37.3,27.3 mm;τ=2.2°时dA=58.0,38.0 mm;τ=3.0°时dA=58.0,48.0 mm;τ=5.0°时dA=73.0,53.0 mm.每个吃水下的航速分别为1,2,3,4,5 m/s共计40种工况.通过在艇底布置压力传感器测量航行过程中受到的水动压力,同时采用高速摄像机拍摄的视频捕捉航行过程中的喷溅区域和滑行面,开展滑行面压力传感器数据的处理分析,确定了滑行艇滑行面的阻力特性,在此基础上采用间接法完成了滑行艇喷溅阻力的分析计算.结果表明:高速滑行状态下,滑行艇的喷溅阻力约占总阻力的22%~35%.     

HVAF制备铝基非晶合金涂层及其腐蚀行为研究

[目的]为提升2024铝合金表面的耐蚀性能,开展先进涂层制备技术及其腐蚀行为研究。[方法]采用空气超音速火焰喷涂(HVAF)制备铝基非晶合金涂层。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对非晶涂层及2024铝合金基体的成分、微观结构进行分析。采用电化学工作站监测非晶涂层和铝合金基体在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为,并借助扫描电子显微镜对腐蚀形貌进行观察。[结果]结果表明:HVAF工艺较高的喷涂速度有效降低了涂层的孔隙率(0.35%);同时,较高的喷涂速度使得熔化颗粒的冷却速度高于非晶形成所需的临界冷却速率,极大增加了涂层的非晶含量(高达81.3%)。在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,铝基非晶合金涂层的耐蚀性能优于2024铝合金基体,其钝化电流密度为8×10~(-6)A/cm~2,点蚀电位约为-0.30VSCE,低频下的阻抗值约为2024铝合金基体的4倍。铝基非晶合金涂层的腐蚀机制为均匀腐蚀,而2024铝合金基体为点蚀。[结论]HVAF工艺可制备具有高非晶相含量、低孔隙率的铝基非晶合金涂层,能明显改善铝基非晶合金涂层的耐蚀性能。     

自升式海洋钻井平台固桩架力学性能研究

为了研究SuperM2自升式海洋钻井平台固桩架在预压、作业、暴风自存工况下的力学性能,文中对固桩架采用壳单元,通过建立固桩架、桩腿及支架处的力学模型,确定载荷的分布,并综合考虑了预压、作业、暴风自存各工况下水平载荷与垂直载荷的组合作用以及风载荷与船体夹角的影响,从而研究了固桩架在0°,30°,60°,90°,120°共5个特征角度时的力学特性,并以此为基础论述了船体和桩腿的连接刚度．研究结果表明：当特征角度为30°和90°时,固桩架导向产生最大应力;且在作业及暴风自存工况下,船体和桩腿的连接刚度分别为79．398N／mm和82．445N／mm．     

基于改进体积力法的导管螺旋桨水动力性能数值研究北大核心CSCD

[目的]旨在解决传统Goldstein体积力法在导管螺旋桨水动力仿真中的适用局限性问题。[方法]首先,基于机翼理论,分析导管水动力模拟失真的原因,并以质量流量和体积力分布模型为切入点,提出修正思想和方法;然后,采用RANS方法探究经质量流量修正后的2种体积力分布模型的模拟精度。[结果]结果显示,2种改进体积力法在敞水工况下其总推力系数的平均相对误差均为5%左右;在艇后工况下,前进合力的平均相对误差分别为1.8%和11.6%。[结论]研究表明,基于改进体积力法的导管螺旋桨在敞水和艇后工况下的模拟精度较传统体积力法有较大的提升,能准确实现对导管螺旋桨水动力性能的数值模拟,可为水下航行器高效、动态的操纵性仿真奠定基础。     

舰船电磁屏蔽涂料的环境适应性试验研究

[目的]为增强舰船电磁屏蔽涂料的环境适应性,对其进行理论及试验研究。[方法]首先对电磁屏蔽技术进行理论分析与计算,获取评估铝基材表面涂覆层导电性能的方法;其次选取4种不同型号的电磁屏蔽涂料(国外CHO型、国内HHY型、QJH型和NS型),采用刷涂和喷涂2种工艺方法制备试验样件,通过环境适应性试验研究各型号电磁屏蔽涂料涂覆层导电性能的变化情况。[结果]研究表明:当采用同种工艺方法时,HHY型和QJH型电磁屏蔽涂料涂覆层的导电性能较好;当采用同种电磁屏蔽涂料时,喷涂工艺制备的涂覆层导电性能更好。[结结论]所做研究可为电磁屏蔽涂料在舰船电子设备中的应用提供参考。     

燃气轮机热障涂层高温腐蚀研究综述

[目的]为了梳理燃气轮机热障涂层服役过程中的高温腐蚀问题,[方法]对燃气轮机热障涂层腐蚀类型和提高抗腐蚀性能的方法分别进行了归纳分析,并展望了提高热障涂层抗腐蚀性能的发展方向。[结果]经归纳分析,燃气轮机热障涂层腐蚀类型主要包括:陶瓷层高温相变、粘结层氧化、盐雾腐蚀、CMAS腐蚀以及燃料杂质腐蚀。提高热障涂层抗腐蚀性能的方法主要有:发展新的抗高温腐蚀涂层材料、进行涂层表面防腐处理、改变涂层系统结构以及提高燃气轮机辅助清洁功能。[结论]未来开发性能优异的新材料仍是提高热障涂层抗腐蚀性能的主要方向,而改进涂层结构设计、材料纳米化对提升热障涂层抗腐蚀性能有很大潜力。随着陶瓷基复合材料的发展,对涂层的高温腐蚀研究将逐步从热障涂层转向环境障涂层(EBC)。     

跨声速射流冲击对挡板作用特性的模拟分析

为了得到跨声速理想膨胀射流冲击对于挡板的压力、驻点位置等规律,对射流角度为45°,60°和90°,射流距离与喷口直径比H/D为4,6,8的模型进行了数值模拟．结果表明：当H/D从4增加到8时,作用力增加约10％,改变的幅度较小;当射流角度从45°增加到90°时,作用力提高大约40％,作用力大小跟射流角度关系较大．射流角度从45°增加到90°时,驻点距离射流中心由0.07～0.10 m减小到0;射流距离变化对驻点的距离影响很小,变化幅度在10％左右．     

应急维修技术(续五)--电子设备快速清洗技术

1　引言任何一种电子设备在投入使用后 ,由于受到环境的影响 ,在表面产生积尘、积垢、静电吸附 ,以及大气当中的酸、碱、盐等物质的沉积。这些污染物如不及时清除 ,会造成设备技术性能下降 ,甚至造成元器件或电路腐蚀短路或断路。尤其是我国沿海的地区具有高温、高湿和高盐雾的     

舰船动力系统排烟对甲板上方空间温度场影响的数值分析

[目的]现代舰船动力系统排出的高温烟气对甲板上方高精度电子设备可靠工作和舰载机等作业单元的安全起降等具有重要影响,因此开展这些方面的研究工作非常重要。[方法]利用Fluent软件对某型舰船甲板上方空间温度场进行数值计算。选取舰船航行的典型风向,针对4种不同工况分析高温排气走向、舰船上层建筑壁面温度分布及关键停机坪上方温度场分布。[结果]结果显示,在30°风向下,位于舰船上层建筑背风侧的1,2号停机坪总会受到高温烟气的影响,使得安全起降受到威胁;同时,在低风速情况下,上层建筑表面受到高温烟气影响的区域面积更大,最大可达73 m~2。[结论]研究建议舰载直升机应尽量避免在30°风向下在1,2号停机坪处起降,电子仪器设备的布置应尽量避开受高温烟气影响较大的区域。     

舰船海水管系腐蚀风险分析与综合评估方法北大核心CSCD

[目的]为了开展在役舰船海水管系腐蚀风险分析和探索建立腐蚀风险综合评估方法,[方法]通过对海水管系内腐蚀和外腐蚀源的识别,分析海水管系可能发生的腐蚀模式及其原因。基于海水管系发生腐蚀的可能性及其后果矩阵,建立海水管系腐蚀风险矩阵。提出定量确定海水管系每一种可能发生腐蚀模式评估的指标分值方法。同时,采用层次分析法原理,探索建立海水管系腐蚀风险综合评估模型。[结果]实现了对海水管系腐蚀风险进行定量综合评估。[结论]研究结果表明,综合评估值代表了海水管系腐蚀风险等级和引起的后果。依据海水管系腐蚀风险的综合评估结果,可以实现精准防腐蚀,达到海水管系防腐蚀的经济性、及时性与合理性统一的目标。     

半潜平台结构件表面复合镀层耐腐蚀性的研究

为了制备具有优异耐腐蚀性能的复合镀层,试验采用双脉冲电源,在Q235半潜平台结构件表面沉积Ni-Si C纳米复合镀层,采用浸泡腐蚀试验,研究了工艺参数对复合镀层的耐腐蚀性的影响。试验得出复合镀层的腐蚀失重随镀液中纳米Si C颗粒浓度的增加而增加,随电流密度的增加而增加,且采用双脉冲镀的复合镀层耐腐蚀性能更好。     

金属表面点蚀的稳态过程数值研究

[目的]腐蚀会严重影响舰船设备的使用寿命,了解腐蚀机理及对腐蚀进行预测能有效地减缓腐蚀对舰船设备的危害。[方法]构建了格子Boltzmann腐蚀模型,该模型可描述包含多相多组分流动与扩散、电化学反应和金属点蚀的稳态全过程。应用此模型,研究浸没于液体腐蚀环境中的金属表面单坑点蚀稳态过程;分析腐蚀化学反应速率、腐蚀溶液扩散系数、腐蚀产物扩散系数对腐蚀程度的影响。通过数值模拟,获得金属表面点蚀坑的形貌变化特征。[结果]结果显示,对于金属表面单坑点蚀的稳态过程,由于钝化膜与金属基体构成了"大阴极,小阳极"的电化学腐蚀体系,使腐蚀稳态点蚀将持续向金属材料基体的纵深发展,并且初生蚀孔除自身发生点蚀外,还将在蚀孔底部产生次生蚀孔。在不同影响因素下,腐蚀程度随腐蚀反应速率和反应物组分扩散系数的增大而增大,而随腐蚀产物扩散系数的增大而减小。[结结论]通过该腐蚀模型,可模拟出与真实金属相近的腐蚀形貌变化特征。     

舰船海水管系腐蚀风险分析与综合评估方法

[目的]为了开展在役舰船海水管系腐蚀风险分析和探索建立腐蚀风险综合评估方法,[方法]通过对海水管系内腐蚀和外腐蚀源的识别,分析海水管系可能发生的腐蚀模式及其原因。基于海水管系发生腐蚀的可能性及其后果矩阵,建立海水管系腐蚀风险矩阵。提出定量确定海水管系每一种可能发生腐蚀模式评估的指标分值方法。同时,采用层次分析法原理,探索建立海水管系腐蚀风险综合评估模型。[结果]实现了对海水管系腐蚀风险进行定量综合评估。[结论]研究结果表明,综合评估值代表了海水管系腐蚀风险等级和引起的后果。依据海水管系腐蚀风险的综合评估结果,可以实现精准防腐蚀,达到海水管系防腐蚀的经济性、及时性与合理性统一的目标。     

基于爆裂失效的腐蚀压力管道剩余强度研究

为真实反应海洋结构物腐蚀压力管道的结构完整性及其剩余强度,文章以爆裂失效作为腐蚀压力管道的失效准则,基于扩展有限元法,提出了腐蚀压力管道爆裂失效数值分析模型,用以评估压力管道在外表面腐蚀工况下的爆裂压力。以矩形缺陷形状表征管道的腐蚀程度,对不同的腐蚀工况进行非线性数值分析,根据分析结果可知:腐蚀区域最大等效应力随内压变化的曲线可分为线弹性阶段和塑性屈服阶段,在塑性屈服阶段的终点,当腐蚀区域中心处单元达到材料失效准则时,开始起裂并沿轴向扩展,其所对应的内部压力即为爆裂压力;腐蚀管道的爆裂压力均随缺陷区域深度、轴向长度、环向长度的增长而呈指数形式下降,将爆裂压力有限元值与ASME B31G、RSTRENG 0.85标准预测值对比可知现有标准的保守性及局限性;轴向双缺陷压力管道的爆裂压力随着轴向间距的增大而呈指数形式上升,而后爆裂压力趋近于单缺陷管道的爆裂压力值;环向间距对环向双缺陷压力管道爆裂压力在60°～90°、90°～140°、140°～180°三个阶段呈现出不同的影响程度。