水下航行器噴涂聚脲柔性涂層的制備及減阻性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-28 20:01
潛艇、魚雷等水下航行器在海洋中航行時(shí),由于速度和壓力脈動(dòng)形成流體阻力和噪聲,導(dǎo)致航速和水下航行器的作戰(zhàn)性能降低。因此,研究并開(kāi)發(fā)航行器表面涂層減阻技術(shù)對(duì)提高航行器的性能,增強(qiáng)國(guó)防實(shí)力具有重要意義。噴涂聚脲彈性體技術(shù)(Spray Polyurea Elastomer,簡(jiǎn)稱SPUA)是由A、B兩組分化合物經(jīng)高溫、高壓、撞擊混合設(shè)備,噴涂到物體表面制備彈性體材料的一種成膜技術(shù)。本文采用SPUA技術(shù),制備了具有海豚表皮及皮下脂肪組織力學(xué)特性的聚脲復(fù)合柔性減阻涂層。該復(fù)合涂層由柔性表皮減阻層和柔性脂肪層組成,其中柔性表皮減阻層是以2,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI-50)與聚氧化丙烯醚多元醇(330)和低不飽和度聚氧化丙烯醚多元醇(Acclaim?4200)合成異氰酸酯(NCO)含量在13~14%的半預(yù)聚體作為A組分; B組分中含具有減速效果的位阻型擴(kuò)鏈劑(Jefflink?754)和端氨基聚醚及助劑?刂破溆捕魏繛36%,制備出在0~40℃海水自然條件下,拉伸強(qiáng)度為5.4MPa、斷裂伸長(zhǎng)率為796%、100%模量為2.18MPa、損耗因子大于0.3的聚脲柔性表皮減阻涂層。固化后的涂層密度...
【文章來(lái)源】:中國(guó)海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:127 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 減阻技術(shù)概述及研究進(jìn)展
1.2.1 減阻技術(shù)概述
1.2.2 減阻技術(shù)研究進(jìn)展
1.3 噴涂聚脲彈性體技術(shù)
1.3.1 聚脲化學(xué)反應(yīng)原理
1.3.2 聚脲彈性體的結(jié)構(gòu)特征
1.3.3 聚脲彈性體技術(shù)關(guān)鍵
1.3.4 聚脲彈性體發(fā)展簡(jiǎn)況
1.3.5 噴涂聚脲彈性體的應(yīng)用領(lǐng)域
1.3.6 聚脲類減阻材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
1.4 本研究的目的、學(xué)術(shù)思想和研究?jī)?nèi)容
1.4.1 研究目的
1.4.2 本研究的學(xué)術(shù)思想
1.4.3 研究?jī)?nèi)容
2 聚脲減阻涂層的配方與工藝參數(shù)設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 原料
2.2.2 材料合成及實(shí)驗(yàn)工藝
2.2.3 實(shí)驗(yàn)條件
2.2.4 儀器設(shè)備
2.2.5 預(yù)聚體合成的分析方法
2.2.6 樣品性能測(cè)試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 噴涂設(shè)備工作參數(shù)的優(yōu)化
2.3.2 配方設(shè)計(jì)基本參數(shù)
2.4 小結(jié)
3 聚脲柔性表皮減阻層(單層)的制備與性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 原料
3.2.2 減阻材料的制備
3.2.3 預(yù)聚體合成的分析方法
3.2.4 樣品性能測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 柔性表皮涂層厚度選擇
3.3.2 固化時(shí)間的控制
3.3.3 低阻尼性的研究
3.3.4 低模量樹(shù)脂基料的合成
3.3.5 B 組分對(duì)材料性能的影響
3.3.6 減阻性能試驗(yàn)
3.4 小結(jié)
4 聚脲復(fù)合柔性減阻涂層(雙層)的制備與性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 原料
4.2.2 制備工藝
4.2.3 樣品性能測(cè)試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 粘彈性、低模量柔性脂肪層涂層材料
4.3.2 高伸長(zhǎng)率、低模量復(fù)合柔性減阻涂層(雙層)材料
4.3.3 復(fù)合柔性減阻涂層(雙層)材料高流速減阻性能試驗(yàn)
4.4 小結(jié)
5 復(fù)合柔性減阻涂層的水下拖曳實(shí)驗(yàn)
5.1 引言
5.2 水下拖體水池拖曳試驗(yàn)
5.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?br> 5.2.2 試驗(yàn)內(nèi)容
5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果
5.2.4 數(shù)據(jù)分析
5.3 小結(jié)
6 隨行波減阻的數(shù)學(xué)建模、仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)探索
6.1 引言
6.2 隨行波減阻技術(shù)的原理
6.3 隨行波減阻表面的幾何形狀
6.3.1 隨行波的幾何形狀
6.3.2 隨行波的波形尺寸
6.3.3 隨行波波形尺寸的比較
6.4 穩(wěn)定的隨行波減阻表面形狀的CFD仿真計(jì)算及波形尺度的確定
6.5 隨行波貼層試驗(yàn)?zāi)P偷脑O(shè)計(jì)
6.6 減阻性能試驗(yàn)
6.7 小結(jié)
7 全文總結(jié)及進(jìn)一步工作設(shè)想
7.1 結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 進(jìn)一步工作設(shè)想
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的專著、論文及授權(quán)專利
參考文獻(xiàn)
附錄:試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表和試驗(yàn)狀態(tài)曲線圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]V型溝槽尖峰形狀對(duì)減阻效果及流場(chǎng)特性影響的數(shù)值分析[J]. 劉志華,董文才,夏飛. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 2006(02)
[2]未來(lái)海戰(zhàn)的殺手锏 新概念武器之超高速、超空泡、反魚雷魚雷武器[J]. 海天. 艦載武器. 2005(12)
[3]世界攻擊型核潛艇的最新發(fā)展[J]. 徐起. 當(dāng)代海軍. 2005(12)
[4]微氣泡流的數(shù)值模擬及減阻機(jī)理分析[J]. 吳乘勝,何術(shù)龍. 船舶力學(xué). 2005(05)
[5]仿魚鱗的減阻表面設(shè)計(jì)[J]. 汪久根,張建忠. 潤(rùn)滑與密封. 2005(05)
[6]條紋溝槽表面水下航行器減阻實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王柯,宋保維,潘光. 力學(xué)與實(shí)踐. 2005(02)
[7]隨行波仿生減阻材料幾何形狀的模擬數(shù)值計(jì)算[J]. 黃微波,王寶柱,盧敏,陳國(guó)華,張效慈. 船舶力學(xué). 2005(01)
[8]柔性表皮減阻性能試驗(yàn)和減阻機(jī)理探索[J]. 張效慈,張軍,王寶柱,陸芳. 船舶力學(xué). 2004(04)
[9]噴涂聚脲彈性體技術(shù)的理論與實(shí)踐[J]. 黃微波,王寶柱,陳酒姜,劉培禮,劉東暉. 上海涂料. 2003(04)
[10]彈性平板和覆在彈性平板上柔性層的流致振動(dòng)(英文)[J]. 張效慈. 船舶力學(xué). 2003(03)
本文編號(hào):2944318
【文章來(lái)源】:中國(guó)海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:127 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 減阻技術(shù)概述及研究進(jìn)展
1.2.1 減阻技術(shù)概述
1.2.2 減阻技術(shù)研究進(jìn)展
1.3 噴涂聚脲彈性體技術(shù)
1.3.1 聚脲化學(xué)反應(yīng)原理
1.3.2 聚脲彈性體的結(jié)構(gòu)特征
1.3.3 聚脲彈性體技術(shù)關(guān)鍵
1.3.4 聚脲彈性體發(fā)展簡(jiǎn)況
1.3.5 噴涂聚脲彈性體的應(yīng)用領(lǐng)域
1.3.6 聚脲類減阻材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
1.4 本研究的目的、學(xué)術(shù)思想和研究?jī)?nèi)容
1.4.1 研究目的
1.4.2 本研究的學(xué)術(shù)思想
1.4.3 研究?jī)?nèi)容
2 聚脲減阻涂層的配方與工藝參數(shù)設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 原料
2.2.2 材料合成及實(shí)驗(yàn)工藝
2.2.3 實(shí)驗(yàn)條件
2.2.4 儀器設(shè)備
2.2.5 預(yù)聚體合成的分析方法
2.2.6 樣品性能測(cè)試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 噴涂設(shè)備工作參數(shù)的優(yōu)化
2.3.2 配方設(shè)計(jì)基本參數(shù)
2.4 小結(jié)
3 聚脲柔性表皮減阻層(單層)的制備與性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 原料
3.2.2 減阻材料的制備
3.2.3 預(yù)聚體合成的分析方法
3.2.4 樣品性能測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 柔性表皮涂層厚度選擇
3.3.2 固化時(shí)間的控制
3.3.3 低阻尼性的研究
3.3.4 低模量樹(shù)脂基料的合成
3.3.5 B 組分對(duì)材料性能的影響
3.3.6 減阻性能試驗(yàn)
3.4 小結(jié)
4 聚脲復(fù)合柔性減阻涂層(雙層)的制備與性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 原料
4.2.2 制備工藝
4.2.3 樣品性能測(cè)試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 粘彈性、低模量柔性脂肪層涂層材料
4.3.2 高伸長(zhǎng)率、低模量復(fù)合柔性減阻涂層(雙層)材料
4.3.3 復(fù)合柔性減阻涂層(雙層)材料高流速減阻性能試驗(yàn)
4.4 小結(jié)
5 復(fù)合柔性減阻涂層的水下拖曳實(shí)驗(yàn)
5.1 引言
5.2 水下拖體水池拖曳試驗(yàn)
5.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?br> 5.2.2 試驗(yàn)內(nèi)容
5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果
5.2.4 數(shù)據(jù)分析
5.3 小結(jié)
6 隨行波減阻的數(shù)學(xué)建模、仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)探索
6.1 引言
6.2 隨行波減阻技術(shù)的原理
6.3 隨行波減阻表面的幾何形狀
6.3.1 隨行波的幾何形狀
6.3.2 隨行波的波形尺寸
6.3.3 隨行波波形尺寸的比較
6.4 穩(wěn)定的隨行波減阻表面形狀的CFD仿真計(jì)算及波形尺度的確定
6.5 隨行波貼層試驗(yàn)?zāi)P偷脑O(shè)計(jì)
6.6 減阻性能試驗(yàn)
6.7 小結(jié)
7 全文總結(jié)及進(jìn)一步工作設(shè)想
7.1 結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 進(jìn)一步工作設(shè)想
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的專著、論文及授權(quán)專利
參考文獻(xiàn)
附錄:試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表和試驗(yàn)狀態(tài)曲線圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]V型溝槽尖峰形狀對(duì)減阻效果及流場(chǎng)特性影響的數(shù)值分析[J]. 劉志華,董文才,夏飛. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 2006(02)
[2]未來(lái)海戰(zhàn)的殺手锏 新概念武器之超高速、超空泡、反魚雷魚雷武器[J]. 海天. 艦載武器. 2005(12)
[3]世界攻擊型核潛艇的最新發(fā)展[J]. 徐起. 當(dāng)代海軍. 2005(12)
[4]微氣泡流的數(shù)值模擬及減阻機(jī)理分析[J]. 吳乘勝,何術(shù)龍. 船舶力學(xué). 2005(05)
[5]仿魚鱗的減阻表面設(shè)計(jì)[J]. 汪久根,張建忠. 潤(rùn)滑與密封. 2005(05)
[6]條紋溝槽表面水下航行器減阻實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王柯,宋保維,潘光. 力學(xué)與實(shí)踐. 2005(02)
[7]隨行波仿生減阻材料幾何形狀的模擬數(shù)值計(jì)算[J]. 黃微波,王寶柱,盧敏,陳國(guó)華,張效慈. 船舶力學(xué). 2005(01)
[8]柔性表皮減阻性能試驗(yàn)和減阻機(jī)理探索[J]. 張效慈,張軍,王寶柱,陸芳. 船舶力學(xué). 2004(04)
[9]噴涂聚脲彈性體技術(shù)的理論與實(shí)踐[J]. 黃微波,王寶柱,陳酒姜,劉培禮,劉東暉. 上海涂料. 2003(04)
[10]彈性平板和覆在彈性平板上柔性層的流致振動(dòng)(英文)[J]. 張效慈. 船舶力學(xué). 2003(03)
本文編號(hào):2944318
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