高注量辐照RPV钢的热处理微观结构及其对再辐照损伤行为的影响研究

应用三维原子探针和纳米压痕技术研究了高温高注量质子初始辐照、辐照后退火及再辐照条件下核反应堆压力容器(RPV)钢中的微结构演变,及其与力学性能之间的关系。三维原子探针结果表明:初始辐照(1.6 dpa)条件下,RPV钢中产生了大量的富Mn-Ni-Si团簇;辐照后经500℃1 h退火处理,富Mn-Ni-Si团簇基本回复,但仍然存在少量包含Mn和Ni的稳态团簇;再辐照(0.1 dpa和1.6 dpa)时,RPV钢中又产生了新的富Mn-Ni-Si团簇,其数密度和平均尺寸随再辐照注量的增加而增加;初始辐照和再辐照的RPV钢中均未有富Cu原子团簇析出。纳米压痕结果表明初始辐照、辐照后退火和再辐照的RPV钢中均产生了明显的硬化现象。稳态团簇是退火后的RPV钢的硬度高于未辐照样品的硬度的主要原因。富Mn-Ni-Si团簇是高温高注量质子辐照国产低Cu含量RPV钢的一个硬化源。

舰船红外隐身技术研究发展概述

针对日益严重的红外制导武器威胁,必须利用红外隐身技术提高舰船的红外隐身性能,降低敌方红外探测武器的发现概率,减小红外制导武器的锁定距离,这是提高现代水面舰船生存能力和战斗能力的重要途径。烟道、烟羽及船体被认为是舰船的3大辐射热源,通过抑制其红外辐射特征即可实现舰船红外隐身的目的。文中在分析了舰船红外辐射特性、红外隐身原理的基础上,梳理了国外舰船红外隐身技术的发展历程。

基于复杂网络的船舶蒸汽动力系统脆弱性分析

为确保安全、可靠运行,需对系统的薄弱环节或脆弱节点开展分析,将安全科学工程中脆弱性概念引至船舶蒸汽动力系统网络领域,在分析船舶蒸汽动力系统网络特点的基础上,创建和蒸汽动力系统网络匹配的脆弱性模型,利用船舶工程评估经验,提出脆弱性的量化计算方法。结合某船蒸汽动力系统网络实例,进行蒸汽动力系统网络脆弱度的计算,并将计算结果与该船实际故障样本进行对比分析,两者基本一致。通过实例计算,验证创建的动力系统网络脆弱性模型合理、有效,表明动力系统网络脆弱性计算方法正确、快速。

Al2O3/ZrO2纳米复合陶瓷的微结构及缺陷的正电子寿命研究

纳米Al2O3/ZrO2复合陶瓷具有优良的力学性能,良好的高温稳定性和化学稳定性,并具有良好的抗辐照效应,是目前极具潜力的一种纳米陶瓷材料。采用正电子寿命谱分析同时配合着X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)和透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)对纳米Al2O3、ZrO2和Al2O3/ZrO2复合陶瓷在不同退火温度下(室温−1000℃)的微结构及缺陷进行了研究。XRD研究表明:Al2O3、ZrO2和Al2O3/ZrO2纳米复合陶瓷三种样品退火温度低于500℃时,晶粒尺寸保持不变;随着退火温度的增加,Al2O3晶粒尺寸变化不大,ZrO2和Al2O3/ZrO2有所增加,但由于Al2O3的抑制,Al2O3/ZrO2的晶粒生长更缓慢。正电子寿命分析表明:样品内主要缺陷是空位、空位团和微孔洞,缺陷主要集中在晶界处。对比ZrO2纳米陶瓷内缺陷,Al2O3和Al2O3/ZrO2纳米复合陶瓷内空位团或微孔洞缺陷尺寸更大,而相对数量更少。退火温度低于500℃时,三种样品内平均缺陷密度基本不变,高于500℃时由于晶粒生长,缺陷开始恢复,ZrO2变化更明显,而Al2O3/ZrO2由于相互抑制对方的晶粒生长,稳定性更高,这与XRD结果一致。纳米Al2O3的TEM图显示出晶粒大小基本不随退火温度变化发生改变,而纳米Al2O3/ZrO2只有在退火温度高于500℃时,晶粒开始慢慢长大,并且发生了团聚,非常直观地证实了XRD和正电子的实验结果。

纳米氢氧化镁/氧化镁相转变的正电子湮没研究

用添加聚乙二醇(Polyethylene Glycol,PEG)表面活性剂的直接沉淀法合成氢氧化镁纳米粉末,将其在不同温度下煅烧得到的纳米氢氧化镁和纳米氧化镁,采用正电子湮没寿命谱(Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy,PALS)、X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)、热重分析(Thermal Gravimetric Analysis,TGA)、场发射扫描电子显微镜(Field Emission Scanning Electron Microscope,FESEM)和氮气吸附脱附实验(N2adsorption-desorption)等方法研究了纳米氢氧化镁转变为氧化镁过程中的微观变化机制。研究结果表明:实验制得的纳米氢氧化镁为厚度15 nm左右的片状形貌,在300oC左右热分解为直径30 nm左右的纳米球状氧化镁,颗粒大小均匀,分散性较好。正电子寿命测量发现两个长寿命分量τ3、τ4分别反映样品内部微孔和介孔的信息,在250~300oC的相转变温度区间,I4显著升高,同时I3却迅速减小,说明纳米氢氧化镁转变氧化镁时介孔数量突然增大,而微孔的数量迅速减少。由改进的Tao-Eldrup模型计算得到的孔径尺寸与氮气吸附脱附实验测量孔径分布的最可几孔径(2~4 nm)基本吻合,有理由推测在片状氢氧化镁转变球状的氧化镁时因晶粒长大、重组导致大量微孔发生迁移聚集成了较大的介孔;另一方面,水分子的脱离促进了晶粒内空位团和微孔不断产生、迁移和聚集。

不同边界条件对船用特种喷嘴性能的影响

对3型船用特种水雾喷嘴开展性能试验,主要测试分析不同类型喷嘴不同边界条件下的雾滴尺寸、雾滴尺寸分布、喷射距离等性能参数,研究结果:①雾粒直径:总体情况,旋流式喷嘴>交叉射流式喷嘴>气助式喷嘴,3款水雾喷嘴压力在0.3~0.8 MPa时,平均雾粒直径(SMD)在30~160μm范围内,SMD随压力增大而减小,且2股互击式喷嘴减小程度最大,受压力影响较为显著;总体雾化效果:借助高速气流的作用,气助式雾化效果要优于其余两款,但由于该喷嘴需布置液路及气路,装置复杂且功耗大,应用范围受限;相较于旋流式喷嘴,2股互击式喷嘴的雾化效果要更好,特别是在水压较大的情况下,雾化效果更为显著。②喷射距离:交叉射流式>气助式>旋流式。交叉射流式喷嘴和气助式喷嘴的喷射距离较远,水雾覆盖范围更大;旋流式喷嘴的喷射距离较小,水雾覆盖范围也相应较小。

齿轮箱对交替推进轴系振动特性的影响

为研究齿轮箱对交替推进轴系振动特性的影响,以某船舶轴系为研究对象,采用有限元法建立是否带2级减速大齿轮的对比轴系模型,采用ANSYS计算推进轴系的回旋振动、纵向振动和扭转振动特性的方法,研究表明,两种轴系模型所得3种振动的固有频率与振型的结果存在着一定的差别,其中齿轮箱对回旋振动和纵向振动的固有频率和振型影响较少,而对扭转振动的固有频率和振型的影响较大。

战时蒸汽动力装置的备件库存方案优化模型

针对边际效应法无法解决战时蒸汽动力装置的库存优化问题,基于备件可持续性归一化值,改进已有的边际效应法。建立备件可持续性指标求解流程图,得到其归一化值;联合备件可持续值,改进边际效应法,并从解析的角度论证改进边际效应法的可行性;分平时和战时两种情况,以保障概率为约束条件,按采用边际效应法和改进的边际效应法,分别建立两种备件库存求解流程,求出所有保障要素的最低需要值;采用案例分析的形式,将两种方案计算结果进行对比分析,验证本文提出改进边际效应法的科学性和合理性。

船舶主滑油系统流量特性研究

船舶主滑油系统用于向高速运转的汽轮机、减速器、增压机组等主、辅设备提供润滑和冷却介质,主滑油系统在不同运行工况下,其流动参数会发生显著变化。本文通过搭建与实船一致的主滑油系统试验平台,运用流量计及流量传感器并辅以压力传感器对各工况条件下各用油设备滑油流量和设备进口处滑油压力进行在线监测统计分析,最终得到船用主滑油系统在不同工况下,流动参数显著变化时的流量分配特性。试验结果表明,在不同工况下,尽管滑油压力参数发生了较大变化,但总滑油流量分配情况未出现明显变化,各设备滑油分配比例变化小于1%。该结论对同类型号主滑油系统的调试提供了试验依据及数据支撑,具有一定的指导意义。