鈦合金通海閥結(jié)構(gòu)及性能優(yōu)化研究.pdf

1、通海閥是潛器的重要控制單元，對(duì)潛器的安全有著至關(guān)重要的作用。隨著深海技術(shù)的發(fā)展，潛器的下潛深度不斷增加，使得傳統(tǒng)的黃銅閥門(mén)已經(jīng)難以滿(mǎn)足高壓工況的需求。因此，為了保證通海閥在深海作業(yè)下的可靠性和促進(jìn)深海技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)行關(guān)于諸如鈦合金的新材料通海閥的研究具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
　　本文以鈦合金通海閥為研究對(duì)象，分析了鈦合金通海閥結(jié)構(gòu)及性能優(yōu)化研究的必要性，回顧了通海閥的研究現(xiàn)狀及閥門(mén)數(shù)值模擬的研究進(jìn)展，設(shè)計(jì)了適合高壓工況同時(shí)滿(mǎn)

2、足加工要求的通海閥結(jié)構(gòu)，并從流道優(yōu)化和防污性能優(yōu)化兩個(gè)方面進(jìn)行了深入研究。
　　本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作：
　　首先，根據(jù)通海閥的工作特點(diǎn)和鈦合金的加工要求，確定了鈦合金通海閥的總體方案。考慮鈦合金的加工難度，采用了三分式的組合閥體；考慮工作壓強(qiáng)的平衡，引入了旁通閥裝置；考慮閥門(mén)啟閉的快速性和可靠性，采用了手動(dòng)/電動(dòng)切換的驅(qū)動(dòng)方式。
　　其次，對(duì)鈦合金通海閥的閥體、旁通閥裝置和密封等重要零部件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并

3、基于ANSYS Workbench對(duì)閥門(mén)進(jìn)行了靜力分析和預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的模態(tài)分析。分析結(jié)果表明，該通海閥的強(qiáng)度、剛度和密封比壓均在鈦合金材料的許用范圍之內(nèi)，并且在水流作用下不存在共振現(xiàn)象。
　　然后，針對(duì)流噪聲問(wèn)題，在對(duì)不同開(kāi)度閥門(mén)流場(chǎng)數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，基于CFD技術(shù)，對(duì)閥門(mén)流道進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明：對(duì)流噪聲較大的腔部、頸縮處、敏感尖角等部位進(jìn)行的填充腔部、流線化、圓角化等處理能夠達(dá)到衰減流噪聲的優(yōu)化效果。
　　最后，

4、針對(duì)海洋生物污損問(wèn)題，在污損機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，基于微弧氧化技術(shù)和納米技術(shù)，對(duì)鈦合金的防污性能進(jìn)行了優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電解液中添加的納米氧化亞銅部分進(jìn)入微弧氧化膜，并且以納米顆粒的形式存在；與對(duì)照組相比，含納米顆粒的膜層在微生物附著實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了更好的防污性能，且其防污效果在一定范圍之內(nèi)與納米顆粒的含量正相關(guān)。
　　本文基于仿真分析和材料實(shí)驗(yàn)，研究了一種耐高壓、易加工、低噪聲、防海洋生物污損的鈦合金通海閥門(mén)，為新材料閥門(mén)