1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

空蚀是指在高速多相流条件下，液体介质中局部压力变化致使空泡形成和溃灭，在高速液体中含有空泡，使磨损腐蚀十分严重，材料连续受到高压、高速微射流冲击作用而使得金属的表面产生了破坏，其中最为常见的一种空蚀是空泡腐蚀。金属液体介质中的空泡的形成是因为液体的温度或者湍流的变化而引起的，一旦这两个方面的因素发生了变化，金属液体的压力就会发生一定的变化，使得空泡得以产生，空泡内含有一定的水汽，但水汽存在的时间非常的短暂，当气泡发生破灭的时候就会产生非常大的压力冲击波，压力冲击波最大可以达到4000atm，这样一来就会使得金属表面的保护膜发生一定的破坏，从而引起金属塑性的变化，使得金属粒子发生一定的撕裂，表现在金属的表面就是金属的表面出现了破口，发生的腐蚀，在同一点上又形成新空泡，又非常快速的发生了破裂，这个形成和破裂的过程不断反复的进行，结果金属表面生成致密而深的孔，外表很粗糙。金属空蚀经常发生在泵叶轮和水力透平机等设备上，空蚀的发生严重影响了这些设备的使用寿命和使用的质量^[1]。

舵叶是产生舵作用力的本体，舵叶一般由舵板、水平隔板和垂直隔板等零件组成。高速行驶的船舶在航行过程中，由于船体对水的作用，提高水的流速，加之船体迅速离开后海水还来不及填补，导致该区域的压力骤减，由于压力的降低，该区域的海水形成蒸汽气泡，导致该区域的海水出现沸腾现象，形成空泡。同样，高速旋转的螺旋桨也加速船尾的水体流速，加之大体积的螺旋桨的高速如此周而复始，螺旋桨在旋转的时候带动周围的液体高速流动，由于大量的液体是从正面甩出去了，周围的液体来不及补充进来。所以在螺旋桨的背面就形成一定的真空，这时液体发生沸腾并伴有空气从水中溢出来，在背面形成空泡。随着社会和科技的快速发展，生产实践对机械零部件质量及性能提出更高要求。机械设备一般工作在高负载、高速、高温、高压和易腐蚀等条件下，其零部件容易失效，主要失效形式包括：磨损、断裂和腐蚀。在社会生产中，由于磨损、腐蚀的破坏导致机械零部件失效造成的经济损失巨大。据相关资料统计报道，我国因为腐蚀造成的直接经济损失高达2000多亿元，腐蚀消耗和破坏的金属量约为年生产量的10％-25％，考虑到由于腐蚀造成的间接经济损失将占国民总值的5％^[2]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1主要研究内容

（1）船舶舵叶空蚀失效机理分析：了解舵叶的材质，形状和工况，从而分析舵叶空蚀失效机理，得到抗空蚀的研究方向。

（2）评价提高船舶舵叶使用寿命的方法：比较目前各种提高舵叶寿命的方法，得出各自的优缺点，然后提出自己的想法和改进措施。

3. 研究计划与安排

进度安排

（1）第一周-第三周：完成文献综述及开题报告。

（2）第四周-第五周：完成舵叶的空蚀失效机理分析。

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献：

[1]高志. 表面科学与工程[m]. 华东理工大学出版社, 2006.

[2] kumarr.k.,kamaraj m.,seetharamus.,anand kumars.a pragmatic approach and quantitative assessment of silt erosion characteristics of hvof and hvaf processed wc-cocr coatings and 16cr5ni steel for hydro turbine applications[j]. materials amp; design,2017,132：65-68.