專利名稱：可控溫流體動態(tài)模擬試驗設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料性能測試技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種采用艦船在海洋中航行的動態(tài)模擬方法并控制海水溫度變化測試評價艦船結(jié)構(gòu)材料及其防護涂層材料在海水腐蝕及海水剪切應(yīng)力協(xié)同作用下?lián)p傷特性的試驗裝置。
背景技術(shù)：
艦船在海洋航行過程中，船體結(jié)構(gòu)材料或防護涂層受到流動海水的腐蝕及剪切應(yīng)力作用，同時隨著氣溫的變化，海水溫度也有較大的變化。目前，國內(nèi)外多是在港口海洋試驗站建立動態(tài)海水腐蝕模擬試驗裝置，考慮到溫度等因素的影響，試驗周期約需1年左右(經(jīng)歷不同季節(jié)的變化)。因此使得開發(fā)研究新型艦船材料及防護涂層材料需要周期長、成本高，且試驗工作需到指定的試驗站，研究工作極不方便。為此，在實驗室建立動態(tài)海水模擬裝置，對研究新型艦船材料及防護涂層材料有重要意義。本發(fā)明是在可控溫的天然海水或人造海水容器中旋轉(zhuǎn)安裝在輪鼓上的試樣，模擬艦船在海水中的運動狀態(tài)，各種艦船的運動速度可以通過調(diào)整輪鼓的轉(zhuǎn)速進行模擬，海水溫度可通過特制的海水恒溫裝置來控制。采用該設(shè)備可以任意時候模擬海水任意季節(jié)的狀態(tài)，可以加速研究分析艦船航行速度、海水溫度等對材料性能的影響，而且實驗研究成本大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種能夠更加真實地模擬艦船材料在海水中的狀態(tài)，方便快捷地測試評價新型艦船材料及防護涂層材料的特性的可控溫流體動態(tài)模擬試驗設(shè)備。
本發(fā)明的構(gòu)思是提供一種適用于對艦船與海水接觸部位的結(jié)構(gòu)材料或防護涂層材料使用性能進行測試和評價的可控溫的海水動態(tài)模擬試驗設(shè)備，輪鼓旋轉(zhuǎn)速度、海水介質(zhì)組成及海水溫度可調(diào)，通過測試分析材料的腐蝕性能、表面結(jié)構(gòu)與形貌、表層損傷特性等，開發(fā)新型材料。
本發(fā)明的解決方案是可控溫流體動態(tài)模擬試驗設(shè)備，由支架11、電機1、變速裝置2、旋轉(zhuǎn)輪鼓3、蓄水容器12、擋板5和恒溫裝置8構(gòu)成，電機1垂直固定在支架11上；電機1下方的輸出軸聯(lián)結(jié)到電機1下方固定在支架11上的變速裝置2上；變速裝置2的輸出軸聯(lián)結(jié)到旋轉(zhuǎn)輪鼓3上；旋轉(zhuǎn)輪鼓3位于蓄水容器12中央，旋轉(zhuǎn)輪鼓3底端距蓄水容器12底面50-100mm；4-8塊擋板5等距垂直粘接在蓄水容器12內(nèi)壁；恒溫裝置8出水管9聯(lián)結(jié)到蓄水容器12的入水口15上，恒溫裝置8入水管10聯(lián)結(jié)到蓄水容器12的出水口16上。
旋轉(zhuǎn)輪鼓3的形狀為六棱柱體，由有機玻璃制成。
長為75-225mm、寬為25-120mm的測試試樣14由四個螺釘17固定在旋轉(zhuǎn)輪鼓3柱面中央位置。
由電機驅(qū)動輪鼓旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度可通過變速機構(gòu)按需要調(diào)整；試樣固定在六個面上；蓄水容器12是圓形有機玻璃容器。恒溫裝置8由內(nèi)外水套、電動循環(huán)泵、加熱器、電接點式玻璃水銀溫度計及電控制器等部分組成。變速裝置2是變速箱，即齒輪傳動或皮帶傳動。
蓄水容器內(nèi)壁裝有擋板，使海水的流向特點為軸流型，防止徑流型的產(chǎn)生；海水可以使用天然海水和人造海水兩種；海水溫度可以選用室溫(靜態(tài))和由恒溫裝置循環(huán)供給的熱海水，其溫度在5-95℃范圍內(nèi)可調(diào)；容池海水溫度用普通玻璃溫度計定時監(jiān)測；恒溫裝置由內(nèi)外水套、電動循環(huán)泵、加熱器、電接點式玻璃水銀溫度計及電控制器等部分組成。加熱器為二根750WU型電熱管并聯(lián)而成。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是(1)在實驗室條件下可方便快速地測試評價艦船結(jié)構(gòu)材料及其防護涂層材料在流動海水腐蝕及流體切應(yīng)力的協(xié)同作用下的腐蝕性能和損傷特性。
(2)模擬海水溫度可在室溫-60℃范圍內(nèi)變化，可研究海水溫度的影響。
(3)通過調(diào)整人造海水介質(zhì)參數(shù)，可以方便地研究海水Ph值、鹽度、溶解物質(zhì)等對材料損傷行為的影響。
(4)本試驗設(shè)備可用于測試評價所有與海水有相對運動的材料，除了艦船結(jié)構(gòu)材料及其防護涂層材料外，還有海水冷卻管道等材料及其防護涂層材料。


圖1是本發(fā)明的試驗設(shè)備示意圖。
圖2是本發(fā)明的海水動態(tài)模擬部分示意圖。
圖3是本發(fā)明的海水動態(tài)模擬部分A-A剖視圖。
圖中，1.電機，2.變速機構(gòu)，3.旋轉(zhuǎn)圓筒，4.海水，5.擋板，6.水管，8.恒溫裝置，9.恒溫裝置出水口，10.恒溫裝置入水口，11.支架，12.蓄水容器，13.主軸，14.試樣，15.入水口，16.出水口，17.螺釘。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
電機1及變速裝置2固定在支架11上；旋轉(zhuǎn)輪鼓3聯(lián)結(jié)到軸13上；旋轉(zhuǎn)輪鼓3為六面體棱柱，其高度為285mm，邊長為150mm；旋轉(zhuǎn)輪鼓3的每個棱柱面上，開一個尺寸為120mm×255mm×1mm的矩形凹槽，放置試樣14，其尺寸為120mm×255mm×1mm；每個棱柱面上的試樣14由四個螺釘17固定；蓄水容器12由有機玻璃制成，在容器底部有一個進水口15，上部水面部位有一個出水口16；蓄水容器12內(nèi)表面等距鑲有4塊擋板5；通過調(diào)節(jié)變速裝置2的轉(zhuǎn)速，控制旋轉(zhuǎn)輪鼓3的轉(zhuǎn)速，以控制試樣14與海水的相對速度；用水管6連接恒溫裝置8中的出水管9到蓄水容器12的入水口15上，入水管10連接到出水口16上；天然海水或人造海水注入到恒溫裝置8中，達到溫度要求后，開啟水泵，把海水通入蓄水容器12，等到海水溫度達到要求并穩(wěn)定后，打開電機，輪鼓開始旋轉(zhuǎn)，定時觀察、分析試樣即可。
權(quán)利要求
1.可控溫流體動態(tài)模擬試驗設(shè)備，其特征在于，由支架(11)、電機(1)、變速裝置(2)、旋轉(zhuǎn)輪鼓(3)、蓄水容器(12)、擋板(5)和恒溫裝置(8)構(gòu)成，電機(1)垂直固定在支架(11)上；電機(1)下方的輸出軸聯(lián)結(jié)到電機(1)下方固定在支架(11)上的變速裝置(2)上；變速裝置(2)的輸出軸聯(lián)結(jié)到旋轉(zhuǎn)輪鼓(3)上；旋轉(zhuǎn)輪鼓(3)位于蓄水容器(12)中央，旋轉(zhuǎn)輪鼓(3)底端距蓄水容器(12)底面50-100mm；擋板(5)等距垂直粘接在蓄水容器(12)內(nèi)壁；恒溫裝置(8)出水管(9)聯(lián)結(jié)到蓄水容器(12)的入水口(15)上，恒溫裝置(8)入水管(10)聯(lián)結(jié)到蓄水容器(12)的出水口(16)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控溫流體動態(tài)模擬試驗設(shè)備，其特征在于，旋轉(zhuǎn)輪鼓(3)的形狀為六棱柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控溫流體動態(tài)模擬試驗設(shè)備，其特征在于，長為75-225mm、寬為25-120mm的測試試樣(14)由四個螺釘(17)固定在旋轉(zhuǎn)輪鼓(3)柱面中央位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控溫流體動態(tài)模擬試驗設(shè)備，其特征在于，蓄水容器(12)是方形有機玻璃容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控溫流體沖動態(tài)擬試驗設(shè)備，其特征在于，變速裝置(2)是變速箱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控溫流體沖動態(tài)擬試驗設(shè)備，其特征在于，擋板(5)是4-8塊。
全文摘要
可控溫流體動態(tài)模擬試驗設(shè)備屬于材料性能測試技術(shù)領(lǐng)域。該設(shè)備由電機、無級變速裝置、固定試樣的旋轉(zhuǎn)輪鼓、蓄水容器和恒溫裝置構(gòu)成。海水注入到恒溫裝置中，達到溫度要求后，開啟水泵，把海水通入蓄水容器，等到蓄水容器中的海水溫度達到要求并穩(wěn)定后，打開電機，輪鼓開始旋轉(zhuǎn)，即產(chǎn)生一等溫度下的試樣與海水的相對運動。在動態(tài)模擬試驗中，海水溫度在室溫－60℃范圍內(nèi)變化，能夠研究海水溫度的影響。通過調(diào)整人造海水介質(zhì)參數(shù)，方便地研究海水pH值、鹽度、溶解物質(zhì)等對材料損傷行為的影響。本試驗設(shè)備適用于測試評價所有與海水有相對運動的材料，除了艦船結(jié)構(gòu)材料及其防護涂層材料外，還有海水冷卻管道等材料及其防護涂層材料。
文檔編號G01N19/00GK1808098SQ20051013680
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者張占平, 齊育紅, 劉德良, 羅曉亮, 馬永慶 申請人:大連海事大學(xué)