腐蚀缺陷对921A钢力学-电化学性能的影响

针对目前舰船腐蚀电场方面的研究没有考虑舰船在服役环境中因应力应变造成腐蚀加剧的问题,基于金属/溶液的力学-电化学耦合模型,推导应力应变条件下腐蚀缺陷深度和缺陷宽度对舰船921A钢壳体及溶液应力分布,腐蚀电位、电流密度以及腐蚀电场影响规律的理论表达式,采用COMSOL Multiphysics软件对耦合模型开展仿真计算。研究结果表明：腐蚀缺陷深度越大或者缺陷宽度越小,腐蚀缺陷处的应力集中越明显;溶液中的电位差随着缺陷深度的增大而增大,金属/溶液界面的腐蚀电位随着缺陷深度的增大而急剧负移,而腐蚀电位随着缺陷宽度的减小小幅负移;缺陷深度对阳极电流密度、阴极电流密度和净电流密度的影响均大于缺陷宽度,缺陷两端点的净电流密度为负;电场模量随着缺陷深度的增大而逐渐增大,随着缺陷宽度的增大而逐渐减小。     

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。     

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。     

轧态Mg-Gd-Y-Zr合金显微组织及耐腐蚀性能研究

用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等分析Mg-Gd-Y-Zr合金的显微组织;观察轧态合金在质量分数为3.5%NaCl溶液浸泡前后腐蚀形貌变化及相在腐蚀过程的作用。用腐蚀析氢试验、动电位极化测试分析轧态合金在不同时间的耐蚀性。对比Mg-Gd-Y-Zr合金铸态、轧态的耐腐蚀性能差异。结果表明:铸态组织由α-Mg基体和不连续分布于晶界的树枝状第二相构成,均匀化退火使树枝状第二相回溶,晶粒未明显长大,轧制变形使残留的方块状富Gd相尺寸变小;方块状富Gd相与基体相形成电极电位差,在腐蚀过程作为微阴极不溶解,α-基体相优先腐蚀溶解,腐蚀产物为针絮状的MgO;轧态Mg-Gd-Y-Zr合金在质量分数为3.5%NaCl溶液浸泡24 h的平均腐蚀速率为6.950 95 mm/a。轧态合金中富Gd第二相总量少,尺寸小,与基体的微电偶腐蚀比铸态合金更弱,表面氧化膜保护性更好,在12 h自腐蚀电位最正(-1.549 91 V),自腐蚀电流密度最小(1.515 93×10-5A/cm2)。     

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。     

反舰导弹突击岛礁区舰船末制导雷达开机距离和角度研究

为从战术层面提高雷达制导反舰导弹导引头截获岛礁区舰船的能力,在分析雷达导引头截获岛礁区舰船必要条件的基础上,建立了导弹、目标舰船与岛礁的位置关系模型,推导得到末制导雷达开机距离、攻击方位同岛目距离差、角度差的关系表达式,为判断是否满足截获条件提供了依据,并进行了仿真分析.研究成果为优化雷达制导反舰导弹攻击岛礁区目标舰船的作战使用奠定了基础.     

反舰导弹突击岛礁区舰船末制导雷达开机距离和角度研究

为从战术层面提高雷达制导反舰导弹导引头截获岛礁区舰船的能力,在分析雷达导引头截获岛礁区舰船必要条件的基础上,建立了导弹、目标舰船与岛礁的位置关系模型,推导得到末制导雷达开机距离、攻击方位同岛目距离差、角度差的关系表达式,为判断是否满足截获条件提供了依据,并进行了仿真分析.研究成果为优化雷达制导反舰导弹攻击岛礁区目标舰船的作战使用奠定了基础.     

交叉极化干扰对阵列雷达测角影响研究

为研究复杂电子对抗环境下雷达性能受干扰情况,本文研究了交叉极化干扰对极化融合单脉冲阵列雷达测角性能的影响。首先,阐述了阵列雷达极化融合单脉冲测角方法。然后,理论分析了交叉极化干扰对极化融合单脉冲阵列雷达测角性能的影响,从数学上证明了该干扰方法可带来极化融合测角的误差项,导致测角精度下降。最后,提出了采用辛格函数导数的变体函数对子阵交叉极化方向图进行模拟,并在此基础上对极化阵列雷达的测角性能进行了交叉极化干扰仿真,得到了测角精度随交叉极化干扰强度变化曲线和测角性能下降率与目标回波极化比的关系。研究表明,交叉极化干扰会导致阵列雷达测角性能下降,交叉极化干扰分量与目标回波共极化分量相近时对测角影响较大,并且,目标回波的极化比越小,即目标的交叉极化分量越小,雷达受干扰越明显,测角性能下降越大,性能降低10%左右。     

对30CrMnSiNi2钢应力腐蚀裂纹内部电化学行为的研究

<正> 一、前言 随着工业现代化的不断发展,低合金超高强材料正在得到广泛地应用。但是由于这种材料对应力腐蚀断裂(SCC)比较敏感,目前已引起了国内外不少学者的广泛注意,对于SCC的研究,许多报告从不同方面、不同角度进行了探讨。本文主要想从国内低合金超高强度钢30CrMnSiNi2A在3.5％NaCl水溶液中SCC裂纹内部的电化学行为(裂纹内部的溶液PH值、裂纹尖端区电极电位、裂纹内部的电位分布)出发,探讨该材料在阴极极化、阳极极化、开路条件下的SCC机制。     

P110钢在水力压裂液中电化学腐蚀行为研究

水力压裂是目前改善低渗透油藏的主要开发手段,由于压裂液成分复杂,对套管产生严重的局部腐蚀破坏,极大地限制了压裂施工的安全运行。以油田常用套管钢为研究对象,借助电化学工作站,研究套管钢在压裂液中的电化学腐蚀行为,分析不同套管钢材质、压裂液交联比、浓度、KCl含量以及温度等参数对其腐蚀行为的影响规律。结果表明:与N80和J55钢相比,P110钢在压裂液中具有最稳定的钝化特征,点蚀电位最高且钝化电流密度最低,成分中高含量的Cr和Mo及膜层中低的缺陷浓度提高了其钝化稳定性。随压裂液中KCl浓度增加,P110钢钝化稳定性下降;压裂液交联比对其腐蚀行为无影响;点蚀电位敏感于压裂液浓度变化,浓度增加钝化稳定性增加。温度升高,压裂液黏度降低,Cl-迁移作用增加,P110钢点蚀电位降低。     

激光束海面散射建模方法与探测性能评估

针对近程海面探测试验存在的限制条件和缺少理论仿真模型等问题,提出了激光束海面散射建模模型与探测性能评估方法。该方法基于三点滑动窗函数和激光束与随机海浪交会情况,通过矢量运算法确定面元入射角,采用朗伯体面元建立海面散射回波模型和模型参数拟合,并计算相同探测条件下的紫红醇酸漆舰船目标板回波功率,分析了典型四种海面/舰面视场变化情况下的回波信息特征。仿真结果表明,海面回波信噪比和相对高度随机变化,而舰船回波信噪比和相对高度变化具有一致性,根据不同交会情况下探测视场回波信息特征,完成对海面/舰面目标自适应识别和系统探测性能评估。     

基于贝叶斯网络的舰船目标毁伤评估

为制定对目标舰船实施后续打击等计划提供有效支持,针对舰船目标毁伤评估问题的复杂性和困难,利用贝叶斯网络在不确定性推理计算方面的优势,采用 GeNIe软件建立目标舰船毁伤评估的贝叶斯网络,并以某型舰船为例,根据舰船目标的物理结构层次、功能结构层次和毁伤模式等特征,依据专家评估确定贝叶斯网络节点条件概率分布,在舰船目标物理毁伤及遭受攻击前后运动的变化状况等情报分析的基础上进行推理评估。结果表明,该方法能很好地实现舰船目标作战效能与目标物理毁伤程度映射关系的量化分析。     

基于多目标遗传算法的高速履带车辆动力学模型参数修正研究

为了提高高速履带车辆多体动力学模型仿真结果的准确度,对模型参数修正方法进行了研究。建立了高速履带车辆多体动力学模型,根据其行驶工况统计规律,选择水泥路和砂石路作为参数修正的行驶路面条件。对比分析了模型参数修正前的仿真结果与实车测试结果,并给出了修正目标函数的表达式。通过正交实验设计筛选出对目标函数影响较大的待修正模型参数。为了解决修正效率低、计算量大的问题,建立了修正参数与目标函数之间关系的径向基神经网络近似模型。通过分析目标函数随修正参数的变化规律,采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ对两种工况条件下的模型参数同时进行修正,并确定了最终解。研究结果表明,动力学模型仿真结果的准确度得到了提高,证明该修正方法的有效性。     

基于合成孔径雷达图像的伪装遮障目标特性建模技术

针对高分辨率全极化合成孔径雷达（SAR）侦察条件下,伪装目标特性模型存在空白的问题,通过SAR图像特征参数的选取,建立特征向量。设置实验获取SAR图像,在此基础上,引入象限坐标系和变异系数分析不同极化方式下伪装遮障目标特征参数变化规律,构建极化方式与特征参数的数值变化及稳定性关系,实现伪装遮障目标特性模型的定性描述。研究结果表明,使用特征向量能够有效表征不同目标,建立的模型能够用于分析、预测伪装遮障目标的特性,为伪装目标检测与伪装效果评估等应用奠定了基础。     

炸高对环形聚能射流侵彻特性的研究

为研究炸高对环形聚能射流侵彻特性的影响,采用LS-DYNA有限元程序及Lagrangian-Eulerian流固耦合算法,对截面对称的小口径环形聚能切割器在不同炸高条件下射流成形及侵彻靶板的物理过程进行数值模拟,重点讨论炸高对切口对称性及侵彻深度的影响。数值模拟结果表明:在侵彻过程的3个阶段,射流依次经历了头部射流垂直侵彻、杵体偏向内壁运动、杵体偏向外壁运动的形态变化;随炸高增大,射流和杵体的偏离越明显,切口越不对称,切口截面形状依次为"漏斗形"、"葫芦形"、"椭圆形";基于工程实际运用,可选取射流发生二次断裂的位置作为最佳炸高。     

铝合金腐蚀疲劳行为研究

用轴向力加载疲劳测试法,研究35℃、质量分数为3.5%的NaCl溶液环境对6082-T6铝合金型材疲劳性能的影响。结果表明:与室温大气环境相比,合金疲劳强度降低34.9%,室温疲劳强度比为σ_0.1/Rm=54.1%,腐蚀环境下σ_0.1/Rm=35.2%。两种环境下裂纹均起于试样表面,腐蚀条件下裂纹起裂区呈沿晶断裂;Mg₂Si析出相沿晶界分布,Mg₂Si、α(Al)基体和单质Si粒子间电位差不同,将在局部形成微电池效应,晶界优先腐蚀,这是造成合金疲劳性能降低,产生沿晶疲劳断裂的主要原因。     

材料断裂韧性与冲击能之间关系的研究

本文从冲击能量的分析角度出发,推导出材料断裂韧性与夏比V型缺口冲击能之间的普遍关系模型;在不同回火温度条件下,建立了PCrNi3Mo钢断裂韧性与冲击能之间的定量关系。     

舰船轴频电场信号特征提取与检测方法

为了能够在低信噪比的条件下提高目标的检测概率,降低目标的虚警概率,提出了一种舰船轴频电场信号特征提取与检测方法。根据舰船螺旋桨转速与轴频对应关系确定了特征频段,将该频段平均功率谱值作为特征量。根据环境的变化,设置了具有自适应功能的动态阈值。通过设定较小的阈值因子,放宽对疑似目标点的判决条件。在特征频段内对信号进行线谱检测,剔除掉连续谱以及不符合线谱条件的频率点。最终经过线谱倍频判断和稳定性判断确认目标是否存在。对实船轴频电场信号进行了特征提取和检测,在不同信噪比的条件下均成功检测到了目标。     

舰艇摇摆下射界动态变化对武器目标分配的影响

研究了舰艇摇摆下武器射界的动态变化,及其对武器目标分配问题的影响。在甲板面参考系建立目标运动模型,将舰艇摇摆转换为目标的相对运动。定义舰艇最大摇摆误差角来表征舰艇摇摆下目标位置与武器射界之间的关系,并基于该角度值得到摇摆情况下的武器目标分配规则。通过算例计算分析了轻度模式、中度模式、重度模式、重度损伤模式4种不同舰艇摇摆模式下的最大摇摆误差角。舰艇最大摇摆误差角可作为摇摆条件下武器目标分配的依据,同时可为舰船设计中武器水平射界重叠区的设计提供参考。研究了舰艇摇摆下武器射界的动态变化,及其对武器目标分配问题的影响。在甲板面参考系建立目标运动模型,将舰艇摇摆转换为目标的相对运动。定义舰艇最大摇摆误差角来表征舰艇摇摆下目标位置与武器射界之间的关系,并基于该角度值得到摇摆情况下的武器目标分配规则。通过算例计算分析了轻度模式、中度模式、重度模式、重度损伤模式4种不同舰艇摇摆模式下的最大摇摆误差角。舰艇最大摇摆误差角可作为摇摆条件下武器目标分配的依据,同时可为舰船设计中武器水平射界重叠区的设计提供参考。