不同极化条件下舰船表体电位与大轴电流密度的关系验证

针对目前建立舰船电场模型单纯引入极化曲线,未充分考虑不同极化条件下大轴电流密度与舰船表体电位的函数关系问题,提出了不同极化条件下的舰船表体电位与大轴电流密度的关系验证方法。该方法分别在高过电位区和低过电位区对舰船表体电位与舰船大轴电流密度建立了两套关系函数,并给出了相关数值模拟。实验验证结果表明,舰船船壳电位偏离其自腐蚀电位0.1V以上时,船壳表体电位与大轴电流密度成对数关系;当船壳电位偏离其自腐蚀电位不足0.1V时,螺旋桨电位几乎无变化,船壳电位与大轴电流密度近似成线性关系;且越接近螺旋浆区域,船壳表体电位变化越快,但电位偏离自腐蚀电位越小。     

含Cl-环境下温度及pH值对316LN耐蚀性能的影响

利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱,研究316LN在不同温度以及不同pH值的NaCl溶液中的电化学行为。结果表明:随着温度的升高,钝化区间逐渐缩小,腐蚀电流密度增大,316LN的腐蚀越容易,温度对316LN有腐蚀促进作用;随着pH值的增大,钝化区间不断增大,腐蚀电流密度减小,钝化稳定性越来越好。     

电偶腐蚀的影响因素研究

以2A12/45和2A12/40CrNiMoA为研究对象,采用电偶腐蚀实验方法系统研究了溶液浓度、pH值以及材料特性和外力等因素对电偶腐蚀行为的影响。结果表明：pH值不变,随着溶液浓度的升高,两个偶对的电偶电流密度增大;溶液浓度不变,随着溶液pH值的降低,两个偶对的电偶电流密度增大;从腐蚀形态来看,不同浓度下2A12表面的腐蚀形态主要是不均匀的点蚀,pH=2时为均匀腐蚀,而在pH=4和pH=7时为局部的点蚀;应力的变化不仅对电偶电流密度有明显影响,而且承受的应力水平增大,电偶电流密度增加,电偶腐蚀敏感性提高,无应力时,作为阳极的2A12铝合金表面的腐蚀形式是局部的点蚀,且腐蚀产物附着在金属表面,当外加应力增加到75％σs时2A12铝合金表面腐蚀明显加剧,且随着腐蚀产物的脱落,局部区域出现较大的蚀坑。     

电偶腐蚀的影响因素研究

以2A12/45和2A12/40CrNiMoA为研究对象,采用电偶腐蚀实验方法系统研究了溶液浓度、pH值以及材料特性和外力等因素对电偶腐蚀行为的影响。结果表明:pH值不变,随着溶液浓度的升高,两个偶对的电偶电流密度增大;溶液浓度不变,随着溶液pH值的降低,两个偶对的电偶电流密度增大;从腐蚀形态来看,不同浓度下2A12表面的腐蚀形态主要是不均匀的点蚀,pH=2时为均匀腐蚀,而在pH=4和pH=7时为局部的点蚀;应力的变化不仅对电偶电流密度有明显影响,而且承受的应力水平增大,电偶电流密度增加,电偶腐蚀敏感性提高,无应力时,作为阳极的2A12铝合金表面的腐蚀形式是局部的点蚀,且腐蚀产物附着在金属表面,当外加应力增加到75%σs时2A12铝合金表面腐蚀明显加剧,且随着腐蚀产物的脱落,局部区域出现较大的蚀坑。     

基于ANSYS有限元法的含双点及组合腐蚀缺陷管道应力分析

以大庆采油六厂埋地管道实测腐蚀缺陷为依据,用ANSYS有限元软件模拟了含双点及组合腐蚀缺陷管道表面的应力状态,研究方形、椭圆形两种双点腐蚀缺陷及组合腐蚀缺陷尺寸对管道最大等效应力的影响规律。结果表明:双点方形、椭圆形腐蚀缺陷间距分别大于60、40 mm,两缺陷相互独立,对管道剩余强度无影响;在干涉距离内,双点方形腐蚀缺陷深度对等效应力影响最大,而双点椭圆形缺陷的深度、长度和宽度影响均较大;随组合腐蚀缺陷深度增加,管道模拟等效应力增加,大尺寸缺陷深度对等效应力影响程度较大。     

基于点电荷模型的腐蚀相关静电场快速预测方法研究

针对舰船腐蚀相关静态电场实时预测难的问题,提出了基于点电荷（电极）模型的快速建模方法。对舰船的结构进行合理分区,通过计算混合电位值确定电极的极化状态;在电极极化曲线及电化学系统电流和为0的准则基础上,建立了点电极电位和电流之间的函数关系;利用最小二乘算法计算点电极的电流值,并根据点电荷3层模型下的电位计算方法预测舰船腐蚀相关静态电场;分别利用仿真数据和船模试验数据对所提方法的有效性进行了检验。结果表明,所提方法能够实现对舰船腐蚀相关静态电场进行快速预测。     

酒石酸钾钠对AZ31镁合金电化学行为的影响

为抑制AZ31镁合金在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀,提高其活化性能,用电化学等方法研究酒石酸钾钠(KNa C4H4O6)对AZ31镁合金电化学行为的影响。结果表明:KNa C4H4O6能抑制AZ31镁合金的腐蚀,但极化程度有所增大;当KNa C4H4O6的质量分数为1.0%,AZ31的缓蚀率高达61.2%,自腐蚀电流密度最小(0.005 6 m A/cm2),腐蚀后其表面均匀,且活化性能有所改善;在-1.0 V下合金的电流密度高达41.1 m A/cm2,开路电位Eocp负移程度最大(-1.594 V),活化电位Eact负移程度也最大(-1.30 V)。试验结果为AZ31镁合金作为电极材料提供参考。     

基于电偶极子的舰船腐蚀防腐相关静态磁场研究

借助镜像法推导了在空气—海水—海床3层模型中,位于海水中的静态电偶极子在海水区域中的静态电场和磁场分布的解析表达式。并以此为基础,结合实验室中的一次船模腐蚀防腐静态电场的测量结果,对舰船静态电场进行电偶极子建模。然后以此数学模型为基础,对船模的腐蚀和防腐相关静态磁场进行理论分析和计算,结合缩比模型理论,可以得到实际舰船无法直接测量的海水中的腐蚀和防腐相关静态磁场的分布特征。分析结果表明该部分静态磁场对消磁舰船而言,是值得重视的目标信号。     

应变强化对S30408奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率试验法,研究应变强化对S30408奥氏体不锈钢在高温氯离子水溶液中应力腐蚀开裂敏感性的影响。结果表明:随应变强化量的增大,材料在试验环境中的应力腐蚀敏感性增加;由应变强化产生的α′形变马氏体是造成材料应力腐蚀敏感性增大的主要因素。应变强化会增加奥氏体不锈钢制压力容器在高温腐蚀性介质环境中的服役风险。     

浅海环境下界面对舰船水下标量电位的影响

针对目前平行分层界面对舰船水下电场的影响研究未进行量化分析的不足,提出以修正系数表征界面对标量电位分布影响的方法。该方法可以量化平行分层界面对标量电位产生的影响,通过研究界面修正系数与海洋水深、海水电导率、场源间距等因素的关系,可以藉此掌握这些因素对舰船水下标量电位分布的影响规律。仿真分析表明,界面修正系数随场源间距、海水电导率增大而增大,随海洋水深、海床电导率增大而减小,不同条件下存在不同的有效修正次数。采用修正系数和有效修正次数的概念,可以将无穷项求和的场分布表达式改写为有限项求和,降低场分布表达式的复杂程度,使其更易于在场源反演、深度换算等实际应用中运用。     

微凹坑超声电解滚蚀加工间隙多物理场特性及成形规律

针对径向超声能场滚蚀微细电解加工（RUR-EMM）间隙物理场变化复杂、能观性较差等问题,基于数值模拟方法,对加工中间隙多物理场耦合作用及变化规律进行研究。建立加工间隙内电场、两相流场、温度场、声场等多场耦合理论模型,通过数值仿真分析得出多场耦合相互影响变化规律、多场耦合下凹坑成型规律。研究结果表明：在振动频率20 kHz、振幅10 μm、加工间隙50 μm、工具阴极旋转角速度0.6°/s、电解液电导率7.9 S/m工况下,超声能场激励微细电解加工中,间隙内电解液周期性流入、流出加工区;电流密度随振动周期发生周期性变化;电解液温度随超声激励与电化学反应的综合作用升高;与滚蚀微细电解加工相比,RUR-EMM间隙内温度上升3.63%、电流密度提高1.45倍,间隙脉动流场有效促进了产物排出,RUR-EMM凹坑深度最大增加14.21%;微凹坑加工试验结果验证了理论模型的正确性,仿真与实际加工试验深度误差在17.07%以内。     

热处理温度对纳米Ni基电流变液微粒结构及性能的影响

研究不同温度热处理的纳米Ni基核壳微粒的结构以及由其组成的电流变液的性能,分析Ni基核壳结构微粒电流变液性能与处理温度以及所加载电场强度的关系。结果表明:不同温度热处理后微粒的远红外谱线、TEM图和XRD谱特征不同,同成分电流变液随微粒处理温度的提高,剪切强度减小;漏电电流密度呈现出相反的结果,处理温度越高漏电电流密度越小。     

环境因素对层流下腐蚀静电场的影响

为使理论模型计算得到的腐蚀静电场与实际海水环境下测量得到的实验结果更好地进行拟合,提出流动介质条件下基于Sommerfeld积分的点电荷电位求解方法,定性分析环境因素对静电场幅值的影响。结合电化学及流体力学相关理论,对电化学极化与浓差极化共同控制下产生的腐蚀电流密度进行计算,基于腐蚀电流密度建立点电荷模型、计算介质中的腐蚀静电场,得到静电场幅值随介质温度、含盐度及流速的变化规律,并进行水池实验验证。结果表明,实际腐蚀情况比理论模型更加复杂,在一定环境条件下,实验结果与理论计算具有较好的拟合性,拟合平均误差在10%以内。     

高性能碳纤维水下电场电极制备及其性能测量

对T300碳纤维在445 ℃、465 ℃、485 ℃下进行表面热处理,以获得新型水下电场电极。利用X射线光电子能谱(XPS)分析、电化学工作站、自制电极响应装置和电极自噪声测量装置对其在NaCl溶液中的表面化学状态、电化学特性和探测性能进行了测量,讨论热处理温度对其表面基团含量、循环伏安特性、交换电流密度、响应性能和电极稳定时间的影响,分析了其电场探测机理。结果表明：热处理温度的提高可提高碳纤维表面基团CO和COOR含量,减小电极在NaCl溶液中的 电容效应,增加电极的交换电流密度,提高电极的线性性能和稳定速度。     

无机熔盐镀铝层的制备与性能研究

利用AlCl3-NaCl-KCl三元无机熔盐体系在Q235低碳钢基体上进行了镀铝试验,并就不同电镀工艺对铝镀层表面 形貌、厚度、结构、结合力及耐蚀性能等进行了研究。结果表明,AlCl3-NaCl-KCl无机熔盐体系镀铝层为银白色,并呈现均 匀、细小的针片状生长特征。铝镀层的厚度随电流密度和电镀时间的增加而增大;在低电流密度下,铝镀层主要由(200)面 结构组成;在高电流密度下,铝镀层易形成(111)面的结构。铝镀层与碳钢基体问的结合力随镀层厚度的增加而减少,但均 大于30 N。在3．5％NaCl的水溶液中,铝镀层具有较好的耐蚀性能。铝镀层的最佳工艺为电流密度3．3-4．0 A/dm2,电镀时间 45-90 min。     

金属环境对引信磁共振耦合无线装定系统参数影响

引信磁共振耦合无线装定系统位于圆筒形金属环境内工作时,装定线圈因金属环境影响会产生散射场阻抗,导致系统工作参数变化。针对该问题,建立了线圈散射场阻抗计算模型,通过实验研究了线圈等效参数随频率、间距、金属材料的变化规律。理论分析与实验结果表明：所建模型正确,理论计算结果与实验值较为吻合;金属物体的存在会引起装定线圈等效电阻值增大、电感值减小;铁磁性金属材料较非铁磁性金属材料所引起的线圈电阻值增加量更多,而电感值减少量则小些;利用所建模型计算出金属环境引起的散射场阻抗后,通过电路电容参数调整,可使装定系统重新回归共振状态。所建模型为金属环境影响下的引信无线装定系统线圈参数定量计算提供了理论参考。     

基于ANSYS的远场涡流建模与仿真

基于ANSYS的远场涡流建模步骤包括:建立模型、设置模型参数、划分网格、加载激励及边界条件、求解并后处理.该模型的仿真分为无缺陷与有缺陷两类.无缺陷仿真分析得出相位和幅值随检测线圈和激励线圈间距离的变化关系,有缺陷仿真证实运用远场涡流检测技术检测缺陷位置及其深度信息的可行性.     

30mm电热化学炮膛内压力波数值模拟研究

使用包含瞬态燃速公式的一维内弹道模型模拟30 mm电热化学发射过程,通过与发射实验结果相比较,验证了该模型的精确性。对比常规发射和电热化学发射膛内压力波曲线可知,电热化学发射技术可以有效降低膛内压力波。进一步分析输入电能、放电时序、发射药弧厚、装填密度等参数变化对膛内压力波的影响。研究表明：同步放电的条件下,电能比不大于0.042时,压力波峰值变化很小;电能比大于0.042时,压力波峰值随着电能比的增加迅速增大;首个负波幅值随着电能比线性递增,但受电能比影响小于压力波峰值;采用时序放电时,在控制压力波的前提下,电能比与放电电流的脉宽呈正比;在较高电能比下,压力波峰值与放电电流的脉宽呈反比;随着发射药装填密度的增加,膛内压力波增大;但在控制压力波的前提下,可输入的电能比无明显变化,首个负波幅值随着电能比的变化趋势不变;弧厚的变化对压力波的影响可忽略不计。