模擬全深度海洋環(huán)境摩擦腐蝕試驗機研制.pdf

1、海洋，尤其是深海區(qū)域蘊藏著人類生存和發(fā)展所需的各類資源，推動海洋開發(fā)向深海區(qū)域轉(zhuǎn)移是國家重大海洋戰(zhàn)略。深海裝備是進行海洋開發(fā)的重要載體，一些關(guān)鍵的摩擦系統(tǒng)直接以海水為工作介質(zhì)，其在深海環(huán)境下的摩擦學(xué)性能極大程度上決定了這些裝備的可靠性、壽命以及安全性。研制模擬全深度海洋環(huán)境摩擦腐蝕試驗機是推動大深度海洋摩擦學(xué)研究的重要基礎(chǔ)設(shè)備，本文重點研究了試驗機的工作原理、加載系統(tǒng)、高壓腐蝕電化學(xué)測量方法和高壓密封等關(guān)鍵技術(shù)問題，完成了試驗機樣機研制

2、并進行了性能驗證試驗。
　　本文根據(jù)萬米載人潛器海水液壓可調(diào)壓載裝置及元件研究的需要，確定了試驗機的總體方案和性能指標(biāo)，運用模塊化設(shè)計方法，將試驗機細分為采集控制系統(tǒng)、主摩擦試驗臺和動力源三個子系統(tǒng)，并對各自的功能組成和工作原理進行了分析和設(shè)計。
　　針對試驗力在高壓釜體內(nèi)外的精確傳遞、準(zhǔn)確測量與高壓密封之間的矛盾，發(fā)明了間隙式異型缸高壓加載方案。
　　基于標(biāo)準(zhǔn)電化學(xué)測量方法，結(jié)合特殊的海洋環(huán)境對電極極化的影響，研制了

3、深海電化學(xué)測量裝置。自制的全固態(tài)結(jié)構(gòu)Ag/AgCl參比電極在流動的深海高壓環(huán)境中具有良好的電位穩(wěn)定性和重復(fù)性，理論電極電位為0.2503V（vs.SHE）。
　　對試驗機的高壓釜、加載軸等關(guān)鍵零部件，利用有限元方法進行了不同工況下的強度和剛度分析，完成了高壓釜結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化改進，通過優(yōu)化，應(yīng)力峰值從1152MPa減小到513MPa。
　　研制的模擬全深度海洋環(huán)境摩擦腐蝕試驗機樣機并進行了8500米以淺的壓力模擬試驗，120M