專利名稱：艦船材料海水可控溫動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于材料性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種采用艦船在海洋中航行的動(dòng)態(tài)模擬方法并控制海水溫度變化測(cè)試評(píng)價(jià)艦船結(jié)構(gòu)材料及其防護(hù)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(yàn)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(hù)涂層受到流動(dòng)海水的腐蝕及剪切應(yīng)力作用，同時(shí)隨著氣溫的變化，海水溫度也有較大的變化。目前，國(guó)內(nèi)外多是在港口海洋試驗(yàn)站建立動(dòng)態(tài)海水腐蝕模擬試驗(yàn)裝置，考慮到溫度等因素的影響，試驗(yàn)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(hù)涂層材料需要周期長(zhǎng)、成本高，且試驗(yàn)工作需到指定的試驗(yàn)站，研究工作極不方便。為此，在實(shí)驗(yàn)室建立動(dòng)態(tài)海水模擬裝置，對(duì)研究新型艦船材料及防護(hù)涂層材料有重要意義。本實(shí)用新型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(yùn)動(dòng)狀態(tài)，各種艦船的運(yùn)動(dòng)速度可以通過調(diào)整輪鼓的轉(zhuǎn)速進(jìn)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(shí)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(duì)材料性能的影響，而且實(shí)驗(yàn)研究成本大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種能夠更加真實(shí)地模擬艦船材料在海水中的狀態(tài)，方便快捷地測(cè)試評(píng)價(jià)新型艦船材料及防護(hù)涂層材料的特性的艦船材料海水可控溫動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)設(shè)備。
本實(shí)用新型的構(gòu)思是提供一種適用于對(duì)艦船與海水接觸部位的結(jié)構(gòu)材料或防護(hù)涂層材料使用性能進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)的可控溫的海水動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)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(cè)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。
本實(shí)用新型的解決方案是可控溫流體動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)設(shè)備，由支架11、電機(jī)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(jī)1垂直固定在支架11上；電機(jī)1下方的輸出軸聯(lián)結(jié)到電機(jī)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(jī)玻璃制成。
長(zhǎng)為75-225mm、寬為25-120mm的測(cè)試試樣14由四個(gè)螺釘17固定在旋轉(zhuǎn)輪鼓3柱面中央位置。
由電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪鼓旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度可通過變速機(jī)構(gòu)按需要調(diào)整；試樣固定在六個(gè)面上；蓄水容器12是圓形有機(jī)玻璃容器。恒溫裝置8由內(nèi)外水套、電動(dòng)循環(huán)泵、加熱器、電接點(diǎn)式玻璃水銀溫度計(jì)及電控制器等部分組成。變速裝置2是變速箱，即齒輪傳動(dòng)或皮帶傳動(dòng)。
蓄水容器內(nèi)壁裝有擋板，使海水的流向特點(diǎn)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(jì)定時(shí)監(jiān)測(cè)；恒溫裝置由內(nèi)外水套、電動(dòng)循環(huán)泵、加熱器、電接點(diǎn)式玻璃水銀溫度計(jì)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。
本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)是(1)在實(shí)驗(yàn)室條件下可方便快速地測(cè)試評(píng)價(jià)艦船結(jié)構(gòu)材料及其防護(hù)涂層材料在流動(dòng)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(duì)材料損傷行為的影響。
(4)本試驗(yàn)設(shè)備可用于測(cè)試評(píng)價(jià)所有與海水有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的材料，除了艦船結(jié)構(gòu)材料及其防護(hù)涂層材料外，還有海水冷卻管道等材料及其防護(hù)涂層材料。


圖1是本實(shí)用新型的試驗(yàn)設(shè)備示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的海水動(dòng)態(tài)模擬部分示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的海水動(dòng)態(tài)模擬部分A-A剖視圖。
圖中，1.電機(jī)，2.變速機(jī)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(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
電機(jī)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(zhǎng)為150mm；旋轉(zhuǎn)輪鼓3的每個(gè)棱柱面上，開一個(gè)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(gè)棱柱面上的試樣14由四個(gè)螺釘17固定；蓄水容器12由有機(jī)玻璃制成，在容器底部有一個(gè)進(jìn)水口15，上部水面部位有一個(gè)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(duì)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(dá)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(dá)到要求并穩(wěn)定后，打開電機(jī)，輪鼓開始旋轉(zhuǎn)，定時(shí)觀察、分析試樣即可。
權(quán)利要求1.艦船材料海水可控溫動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，由支架(11)、電機(jī)(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(jī)(1)垂直固定在支架(11)上；電機(jī)(1)下方的輸出軸聯(lián)結(jié)到電機(jī)(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所述的艦船材料海水可控溫動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)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所述的艦船材料海水可控溫動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，長(zhǎng)為75-225mm、寬為25-120mm的測(cè)試試樣(14)由四個(gè)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所述的艦船材料海水可控溫動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，蓄水容器(12)是方形有機(jī)玻璃容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的艦船材料海水可控溫動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)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所述的艦船材料海水可控溫動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，擋板(5)是4-8塊。
專利摘要艦船材料海水可控溫動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)設(shè)備屬于材料性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。該設(shè)備由電機(jī)、無(wú)級(jí)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(dá)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(dá)到要求并穩(wěn)定后，打開電機(jī)，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(duì)運(yùn)動(dòng)。在動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)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(duì)材料損傷行為的影響。本試驗(yàn)設(shè)備適用于測(cè)試評(píng)價(jià)所有與海水有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的材料，除了艦船結(jié)構(gòu)材料及其防護(hù)涂層材料外，還有海水冷卻管道等材料及其防護(hù)涂層材料。
文檔編號(hào)G01N3/56GK2903973SQ20052014612
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)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(qǐng)人:大連海事大學(xué)