空化水射流是一种在水射流中自然产生空化气泡的连续射流。空化水射流具有节能、高效、环保等突出优点，近年广泛应用于船体附着物清洗中,但清洗过程中，由于空蚀强烈的冲击作用，会对表面漆膜会造成破坏，形成基体损伤。本文以空化水射流冲击船体附着物为研究对象，通过数值模拟和试验，对不同的清洗参数条件下的冲击应力及基材表面质量影响进行详细分析，研究冲洗后附着物基体损伤规律，建立空化水射流冲蚀损伤经验预测模型，阐明空化水射流清洗附着物对基体表面损伤机理。从而为空化水射流清洗船体附着物提供一定的理论指导和技术支持，主要研究内容和结论如下：
（1）以水射流冲击船体为研究对象，利用有限元法进行了数值模拟研究，对不同入射角θ、水射流流速v下靶体受冲击应力影响进行数值模拟。结果表明：随着入射角增大，靶件所受冲击压力会出现水锤压力与滞止压力阶段。在本文研究范围内入射角θ为0~10°时冲击靶件能增强冲击效果，而过大的入射角θ会减弱冲击效果；以一定入射角θ冲击时靶体表面应力分布更复杂且影响范围增大，远离靶体表面部位应力大小先增加后降低；射流速度v每增大100m/s，靶体内最大主应力出现最大值对应的入射角θ增加约2°。
（2）通过正交试验对空化水射流冲蚀面积展开研究，结果表明：最小冲蚀面积的参数组合为入射角θ=0°、靶距R=25mm、射流压力P=16MPa，为减小防腐漆损伤面积应优先考虑入射角θ的选择;方差分析结果表明入射角θ影响显著，射流压力P和靶距R实验因素影响不明显;建立了空化水射流冲蚀面积S经验预测模型，在一定的参数范围内建立的经验预测模型可以为以后空化水射流清洗参数优化、清洗效率调控等方面提供重要的理论依据和共性技术支撑。
（3）通过粗糙度和微观形貌分析空化水射流工艺参数对空蚀损伤影响，得出以下结论：清洗参数对试样表面粗糙度影响程度的显著性由低到高依次为入射角θ、靶距R、射流压力P；试样在空化水射流的清洗下有空化泡溃灭产生的爆炸力反复作用造成疲劳损伤和射流冲击导致微裂纹、塑性变形和剥落两种空蚀破坏机理。射流压力降低对疲劳破坏的减弱程度最大，靶距增大导致射流冲击试样表面能量减弱，空泡提前溃灭使疲劳损伤降低，空蚀孔减少。
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