水下航行器喷涂聚脲柔性涂层的制备及减阻性能的研究

发布时间：2020-12-28 20:01

　　潜艇、鱼雷等水下航行器在海洋中航行时,由于速度和压力脉动形成流体阻力和噪声,导致航速和水下航行器的作战性能降低。因此,研究并开发航行器表面涂层减阻技术对提高航行器的性能,增强国防实力具有重要意义。喷涂聚脲弹性体技术（Spray Polyurea Elastomer,简称SPUA）是由A、B两组分化合物经高温、高压、撞击混合设备,喷涂到物体表面制备弹性体材料的一种成膜技术。本文采用SPUA技术,制备了具有海豚表皮及皮下脂肪组织力学特性的聚脲复合柔性减阻涂层。该复合涂层由柔性表皮减阻层和柔性脂肪层组成,其中柔性表皮减阻层是以2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI-50）与聚氧化丙烯醚多元醇（330）和低不饱和度聚氧化丙烯醚多元醇（Acclaim?4200）合成异氰酸酯（NCO）含量在13～14%的半预聚体作为A组分; B组分中含具有减速效果的位阻型扩链剂（Jefflink?754）和端氨基聚醚及助剂。控制其硬段含量为36%,制备出在0～40℃海水自然条件下,拉伸强度为5.4MPa、断裂伸长率为796%、100%模量为2.18MPa、损耗因子大于0.3的聚脲柔性表皮减阻涂层。固化后的涂层密度... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 减阻技术概述及研究进展
        1.2.1 减阻技术概述
        1.2.2 减阻技术研究进展
    1.3 喷涂聚脲弹性体技术
        1.3.1 聚脲化学反应原理
        1.3.2 聚脲弹性体的结构特征
        1.3.3 聚脲弹性体技术关键
        1.3.4 聚脲弹性体发展简况
        1.3.5 喷涂聚脲弹性体的应用领域
        1.3.6 聚脲类减阻材料的开发与应用
    1.4 本研究的目的、学术思想和研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 本研究的学术思想
        1.4.3 研究内容
2 聚脲减阻涂层的配方与工艺参数设计
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料
        2.2.2 材料合成及实验工艺
        2.2.3 实验条件
        2.2.4 仪器设备
        2.2.5 预聚体合成的分析方法
        2.2.6 样品性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 喷涂设备工作参数的优化
        2.3.2 配方设计基本参数
    2.4 小结
3 聚脲柔性表皮减阻层（单层）的制备与性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料
        3.2.2 减阻材料的制备
        3.2.3 预聚体合成的分析方法
        3.2.4 样品性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 柔性表皮涂层厚度选择
        3.3.2 固化时间的控制
        3.3.3 低阻尼性的研究
        3.3.4 低模量树脂基料的合成
        3.3.5 B 组分对材料性能的影响
        3.3.6 减阻性能试验
    3.4 小结
4 聚脲复合柔性减阻涂层（双层）的制备与性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 原料
        4.2.2 制备工艺
        4.2.3 样品性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 粘弹性、低模量柔性脂肪层涂层材料
        4.3.2 高伸长率、低模量复合柔性减阻涂层（双层）材料
        4.3.3 复合柔性减阻涂层（双层）材料高流速减阻性能试验
    4.4 小结
5 复合柔性减阻涂层的水下拖曳实验
    5.1 引言
    5.2 水下拖体水池拖曳试验
        5.2.1 试验目的
        5.2.2 试验内容
        5.2.3 试验结果
        5.2.4 数据分析
    5.3 小结
6 随行波减阻的数学建模、仿真计算和实验探索
    6.1 引言
    6.2 随行波减阻技术的原理
    6.3 随行波减阻表面的几何形状
        6.3.1 随行波的几何形状
        6.3.2 随行波的波形尺寸
        6.3.3 随行波波形尺寸的比较
    6.4 稳定的随行波减阻表面形状的CFD仿真计算及波形尺度的确定
    6.5 随行波贴层试验模型的设计
    6.6 减阻性能试验
    6.7 小结
7 全文总结及进一步工作设想
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 进一步工作设想
致谢
攻读博士学位期间发表的专着、论文及授权专利
参考文献
附录：试验数据记录表和试验状态曲线图


【参考文献】：
期刊论文
[1]V型沟槽尖峰形状对减阻效果及流场特性影响的数值分析[J]. 刘志华,董文才,夏飞.  水动力学研究与进展(A辑). 2006(02)
[2]未来海战的杀手锏 新概念武器之超高速、超空泡、反鱼雷鱼雷武器[J]. 海天.  舰载武器. 2005(12)
[3]世界攻击型核潜艇的最新发展[J]. 徐起.  当代海军. 2005(12)
[4]微气泡流的数值模拟及减阻机理分析[J]. 吴乘胜,何术龙.  船舶力学. 2005(05)
[5]仿鱼鳞的减阻表面设计[J]. 汪久根,张建忠.  润滑与密封. 2005(05)
[6]条纹沟槽表面水下航行器减阻实验研究[J]. 王柯,宋保维,潘光.  力学与实践. 2005(02)
[7]随行波仿生减阻材料几何形状的模拟数值计算[J]. 黄微波,王宝柱,卢敏,陈国华,张效慈.  船舶力学. 2005(01)
[8]柔性表皮减阻性能试验和减阻机理探索[J]. 张效慈,张军,王宝柱,陆芳.  船舶力学. 2004(04)
[9]喷涂聚脲弹性体技术的理论与实践[J]. 黄微波,王宝柱,陈酒姜,刘培礼,刘东晖.  上海涂料. 2003(04)
[10]弹性平板和覆在弹性平板上柔性层的流致振动(英文)[J]. 张效慈.  船舶力学. 2003(03)



本文编号：2944318