本文關(guān)鍵詞：基于形狀記憶聚合物的可變形蜂窩結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究

  更多相關(guān)文章： 雙箭頭蜂窩 六邊形蜂窩 形狀記憶聚合物 可變形蜂窩 面內(nèi)彈性常數(shù) 有限元模擬

【摘要】：蜂窩結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)、高比強(qiáng)度、高比模量、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)良的力學(xué)性能,并且可以通過(guò)設(shè)計(jì)蜂窩的構(gòu)型實(shí)現(xiàn)負(fù)泊松比等特殊力學(xué)性能,這些優(yōu)點(diǎn)均使蜂窩結(jié)構(gòu)擁有較大的應(yīng)用價(jià)值。形狀記憶聚合物是當(dāng)今最受人們關(guān)注的智能材料之一。將形狀記憶聚合物與蜂窩結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái),可以綜合兩者各自的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)主動(dòng)變形蜂窩結(jié)構(gòu),從而能夠根據(jù)實(shí)際需要,通過(guò)改變蜂窩的形狀來(lái)得到合適的力學(xué)性能。實(shí)現(xiàn)可變形蜂窩結(jié)構(gòu)具有很大的實(shí)際意義。本文以雙箭頭蜂窩和六邊形蜂窩為主要研究對(duì)象。由于人們對(duì)雙箭頭蜂窩的研究較少,本文首先建立了雙箭頭蜂窩面內(nèi)彈性常數(shù)的理論模型,通過(guò)有限元模擬驗(yàn)證了理論模型的正確性,并分析了雙箭頭蜂窩各個(gè)幾何參數(shù)對(duì)面內(nèi)彈性常數(shù)的影響。然后,本文制備了不同幾何參數(shù)的形狀記憶聚合物六邊形蜂窩試樣,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了蜂窩試樣在變形前的面內(nèi)力學(xué)性能,并與相關(guān)理論進(jìn)行了對(duì)比,實(shí)驗(yàn)證明六邊形蜂窩三個(gè)理論模型對(duì)面內(nèi)彈性常數(shù)的預(yù)測(cè)是合理的。本文對(duì)變形固形后的形狀記憶聚合物六邊形蜂窩進(jìn)行了面內(nèi)彈性模量測(cè)試和泊松比測(cè)試,研究了固形后的面內(nèi)力學(xué)性能,證明了蜂窩在加熱變形過(guò)程中主要是蜂窩壁之間夾角的改變,變形固形后的六邊形蜂窩面內(nèi)彈性常數(shù)仍然與三個(gè)理論模型相吻合。此外,為研究可變形蜂窩的變形回復(fù)性能,本文進(jìn)行了形狀記憶聚合物六邊形蜂窩在不同溫度下的彈性模量測(cè)試、固定率測(cè)試、回復(fù)率測(cè)試、回復(fù)力測(cè)試,并進(jìn)行了形狀記憶聚合物六邊形蜂窩的變形和自由回復(fù)試驗(yàn),這一系列試驗(yàn)驗(yàn)證了形狀記憶聚合物實(shí)現(xiàn)蜂窩變形的可行性。最后,本文通過(guò)理論和有限元數(shù)值模擬研究了六邊形蜂窩懸臂梁的振動(dòng)力學(xué)性能,重點(diǎn)分析了六邊形懸臂梁在高度方向上的基頻與梁高度和蜂窩壁夾角之間的變化關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：雙箭頭蜂窩 六邊形蜂窩 形狀記憶聚合物 可變形蜂窩 面內(nèi)彈性常數(shù) 有限元模擬
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O631.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 蜂窩結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 常見(jiàn)蜂窩結(jié)構(gòu)的理論、數(shù)值及實(shí)驗(yàn)研究10-12
• 1.2.2 蜂窩結(jié)構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀12-13
• 1.3 形狀記憶聚合物的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 形狀記憶聚合物13-14
• 1.3.2 形狀記憶聚合物應(yīng)用現(xiàn)狀14-17
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 雙箭頭蜂窩結(jié)構(gòu)及其面內(nèi)力學(xué)性能19-44
• 2.1 引言19
• 2.2 雙箭頭蜂窩面內(nèi)彈性常數(shù)理論模型19-26
• 2.2.1 理論模型假設(shè)19
• 2.2.2 雙箭頭蜂窩面內(nèi)彈性常數(shù)理論推導(dǎo)19-26
• 2.2.3 理論模型的不足及后續(xù)改進(jìn)26
• 2.3 雙箭頭蜂窩面內(nèi)彈性常數(shù)有限元數(shù)值模擬26-42
• 2.3.1 雙箭頭有限元模型的建立26-30
• 2.3.2 各項(xiàng)幾何參數(shù)對(duì)雙箭頭蜂窩面內(nèi)彈性常數(shù)的影響30-42
• 2.4 本章小結(jié)42-44
• 第3章 六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)及其面內(nèi)力學(xué)性能44-58
• 3.1 引言44
• 3.2 六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)幾種理論模型的介紹44-47
• 3.2.1 Gibson理論公式45
• 3.2.2 富明慧修正理論公式45-46
• 3.2.3 Evans一般模型理論公式46-47
• 3.3 六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)面內(nèi)靜力學(xué)試驗(yàn)47-56
• 3.3.1 六邊形蜂窩試樣的制備47-48
• 3.3.2 六邊形蜂窩變形前力學(xué)性能試驗(yàn)及與理論值對(duì)比48-52
• 3.3.3 幾何參數(shù)對(duì)六邊形蜂窩面內(nèi)彈性常數(shù)的影響52-56
• 3.4 本章小結(jié)56-58
• 第4章 六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)變形力學(xué)性能58-70
• 4.1 引言58
• 4.2 六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)變形固形后的靜力學(xué)試驗(yàn)58-62
• 4.2.1 六邊形蜂窩變形固形后的構(gòu)型分析58-60
• 4.2.2 六邊形蜂窩固形后力學(xué)性能試驗(yàn)及與理論值對(duì)比60-62
• 4.3 不同溫度下環(huán)氧SMP蜂窩拉伸試驗(yàn)62-64
• 4.4 環(huán)氧SMP蜂窩結(jié)構(gòu)三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)64-65
• 4.5 環(huán)氧SMP蜂窩結(jié)構(gòu)固定率與回復(fù)率測(cè)試試驗(yàn)65-66
• 4.6 環(huán)氧SMP蜂窩結(jié)構(gòu)回復(fù)力測(cè)試試驗(yàn)66-67
• 4.7 SMP蜂窩結(jié)構(gòu)變形回復(fù)演示試驗(yàn)67-68
• 4.8 本章小結(jié)68-70
• 第5章 六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能70-79
• 5.1 引言70
• 5.2 六邊形蜂窩懸臂梁固有頻率理論模型70-72
• 5.3 六邊形蜂窩懸臂梁固有頻率有限元模擬72-78
• 5.3.1 六邊形蜂窩梁有限元模型的建立72-75
• 5.3.2 各個(gè)參數(shù)對(duì)蜂窩梁高度方向上基頻的影響75-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-88
• 致謝88

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周卿;盧洋;;熱致形狀記憶聚合物研究進(jìn)展[J];橡塑資源利用;2010年04期

2 魏X;朱光明;唐玉生;;電致型形狀記憶聚合物復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年07期

3 舒浩然;;基于粘彈性的形狀記憶聚合物力學(xué)性能研究[J];江蘇航空;2012年S1期

4 李兆龍;;奇妙的形狀記憶聚合物[J];今日科技;1988年10期

5 劉德春;聚氨酯類形狀記憶聚合物[J];合成橡膠工業(yè);1989年01期

6 沈云初;;形狀記憶聚合物的開(kāi)發(fā)[J];橡膠參考資料;1989年01期

7 郭瑞斌;胡惹惹;李莉;孟劭聰;莫尊理;;形狀記憶聚合物及其應(yīng)用[J];化學(xué)教育;2014年16期

8 楊永春,王永崗;形狀記憶聚合物及其在結(jié)構(gòu)損傷模擬實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J];工程塑料應(yīng)用;2003年12期

9 張靜;形狀記憶聚合物及其在智能紡織品中的應(yīng)用[J];上海紡織科技;2004年02期

10 姜敏,彭少賢,酈華興;形狀記憶聚合物研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J];現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用;2005年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 蘭鑫;呂海寶;吳雪蓮;張大偉;王肖華;劉彥菊;冷勁松;;形狀記憶復(fù)合材料及其在展開(kāi)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[A];第十五屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2008年

2 李鄭發(fā);王正道;暢若妮;;形狀記憶聚合物粘彈特性實(shí)驗(yàn)研究[A];第十二屆全國(guó)實(shí)驗(yàn)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

3 冷芳芳;譚祥軍;;形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料的力學(xué)研究近展[A];北京力學(xué)會(huì)第14屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

4 胡金蓮;丁雪梅;;形狀記憶聚合物用于開(kāi)發(fā)智能紡織品[A];第二屆功能性紡織品及納米技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2002年

5 時(shí)光輝;楊慶生;;形狀記憶聚合物復(fù)合材料等效力學(xué)性能研究[A];第17屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議（智能與功能復(fù)合材料分論壇）論文集[C];2012年

6 趙軍;王曉燕;陳敏;趙曉東;王禎文;黨智敏;Lan Ma;陳鳳華;;基于聚烯烴的新型形狀記憶聚合物的制備及應(yīng)用[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題F：功能高分子[C];2013年

7 陶然;時(shí)光輝;楊慶生;;形狀記憶聚合物基于本構(gòu)模型的數(shù)值方法[A];北京力學(xué)會(huì)第20屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

8 王正道;汪越勝;;形狀記憶聚合物復(fù)合材料屈曲變形分析模型[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

9 宋衛(wèi)賓;王正道;;環(huán)氧樹(shù)脂基形狀記憶聚合物制備及性能研究[A];北京力學(xué)會(huì)第18屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

10 郭曉崗;劉立武;劉彥菊;冷勁松;;形狀記憶聚合物的蠕變與應(yīng)力松弛行為研究[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 李鵬;形狀記憶聚合物薄膜的制備及其性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 譚巧;形狀記憶環(huán)氧聚合物及其復(fù)合材料的典型力學(xué)行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 呂海寶;電驅(qū)動(dòng)與溶液驅(qū)動(dòng)形狀記憶聚合物混合體系及其本構(gòu)方程[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

4 張大偉;苯乙烯形狀記憶聚合物及其光、磁驅(qū)動(dòng)特性的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

5 蘭鑫;形狀記憶聚合物復(fù)合材料及其力學(xué)基礎(chǔ)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 陳紅梅;基于氫鍵相互作用的形狀記憶聚合物的研究[D];西南交通大學(xué);2014年

7 李鄭發(fā);形狀記憶聚合物及其復(fù)合結(jié)構(gòu)熱力學(xué)性質(zhì)研究[D];北京交通大學(xué);2011年

8 熊志遠(yuǎn);形狀記憶聚合物復(fù)合材料折疊變形機(jī)理的研究[D];北京交通大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 彭寧;基于形狀記憶復(fù)合材料的可展開(kāi)天線設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 孫梅;基于形狀記憶聚合物的骨折外固定器件研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 鄭寧;高應(yīng)變形狀記憶聚合物[D];浙江大學(xué);2016年

4 郭達(dá);光致形狀記憶聚合物作動(dòng)器及自調(diào)諧式俘能器的研究[D];浙江大學(xué);2016年

5 劉猛;形狀記憶聚合物本構(gòu)方程的構(gòu)建及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[D];浙江理工大學(xué);2016年

6 涂金崠;單向纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料彎曲性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

7 鄭曉春;形狀記憶聚合物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、合成及其可控催化性能研究[D];江蘇大學(xué);2016年

8 趙建寶;聚苯胺/環(huán)氧形狀記憶復(fù)合材料的制備及性能研究[D];江蘇大學(xué);2016年

9 杜明昊;形狀記憶環(huán)氧樹(shù)脂回復(fù)速率及其溫度影響效應(yīng)研究[D];北京交通大學(xué);2016年

10 王亞飛;形狀記憶復(fù)合材料的力學(xué)性能表征及其在空間可展開(kāi)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：788087