發(fā)布時(shí)間：2017-08-27 01:33

  本文關(guān)鍵詞：鯊魚(yú)皮減阻微溝槽滾壓復(fù)制技術(shù)基礎(chǔ)研究

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【摘要】：隨著能源危機(jī)日益嚴(yán)峻,如何減阻己成為社會(huì)發(fā)展的迫切需求。鯊魚(yú)皮微溝槽結(jié)構(gòu)具有良好的減阻和自清潔功能,以鯊魚(yú)皮微溝槽結(jié)構(gòu)為原型制造出的仿鯊魚(yú)皮可以實(shí)現(xiàn)7%左右的減阻率。但是如何高精度、大面積、高效率的復(fù)制真實(shí)鯊魚(yú)皮微溝槽結(jié)構(gòu),仍是尚未解決的難題。針對(duì)以上問(wèn)題,本文主要展開(kāi)以下研究：首先,以真實(shí)鯊魚(yú)皮微溝槽結(jié)構(gòu)為模板進(jìn)行微熱壓實(shí)驗(yàn)。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)分析熱壓溫度、熱壓壓力和熱壓時(shí)間對(duì)熱壓成型質(zhì)量的影響,確定較優(yōu)的熱壓參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：熱壓成型的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)模板表面微溝槽形貌清晰,輪廓分明。微溝槽中心高度平均值可達(dá)32.3 gm,中心槽寬平均值可達(dá)1O0μm,相較于鯊魚(yú)皮模板中心高度值減小3.6%,中心槽寬值增大5.2%。其次,將熱壓后的仿鯊魚(yú)皮PMMA模板進(jìn)行導(dǎo)電化處理,以處理后的PMMA模板作為陰極進(jìn)行微電鑄實(shí)驗(yàn),優(yōu)化微電鑄工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：微電鑄銅表面的鯊魚(yú)皮微溝槽結(jié)構(gòu)清晰,復(fù)制精度較高,微溝槽中心高度值可達(dá)31.5 μm。相較于熱壓模板的微溝槽中心高度減小2.5%,相較于鯊魚(yú)皮模板減小6%,復(fù)制精度高于平面熱壓。然后,以微電鑄后的仿鯊魚(yú)皮銅片作為電火花加工的工具電極,在模具鋼NAK80表面進(jìn)行微溝槽結(jié)構(gòu)的復(fù)制。實(shí)驗(yàn)研究微電鑄的陰極電流密度和電火花工藝的回路組合對(duì)電極損耗和工件質(zhì)量的影響,并分析鱗片之間的高度差對(duì)加工質(zhì)量的影響。結(jié)果表明：鱗片之間高度差較小時(shí),工件表面微溝槽結(jié)構(gòu)較清晰；當(dāng)陰極電流密度為3 A/dm2時(shí),工具電極損耗較小,工件表面微溝槽較為清晰；采用PS+NP回路組合工具電極損耗小于SC+GM回路,工件表面質(zhì)量較好。最后,以熱壓后的仿鯊魚(yú)皮PMMA模板和電火花加工的NAK80模板作為滾壓模具,以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜作為滾壓材料,研究模具溫度、滾壓間隙、滾壓速度對(duì)成型質(zhì)量的影響。研究表明：在模具溫度較低、滾壓間隙較小、滾壓速度較低的條件下,滾壓成型效果較好。研究?jī)煞N模具滾壓成型質(zhì)量可知,PMMA模板作為模具時(shí)滾壓成型精度較高,PET表面微溝槽中心高度值最大為25μm,中心槽寬平均值為90μm但模具壽命較短；使用NAK80模具時(shí)滾壓成型質(zhì)量相對(duì)較低,微溝槽不完整,但模具壽命高,滾壓多次后模具表面結(jié)構(gòu)幾乎無(wú)變形。
【關(guān)鍵詞】：鯊魚(yú)皮 微溝槽 仿生 滾壓成型
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG306;TG661
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 1 緒論10-26
• 1.1 研究背景與意義10-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-24
• 1.2.1 鯊魚(yú)皮復(fù)制技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 微結(jié)構(gòu)成型技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-21
• 1.2.3 滾壓成型技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀21-24
• 1.3 存在的問(wèn)題24-25
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容25-26
• 2 鯊魚(yú)皮微溝槽微熱壓實(shí)驗(yàn)26-38
• 2.1 鯊魚(yú)皮預(yù)處理26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)材料27-29
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備27-29
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)材料29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)29-31
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析31-37
• 2.4.1 溫度對(duì)成型結(jié)果的影響31-33
• 2.4.2 壓力對(duì)成型結(jié)果的影響33-36
• 2.4.3 時(shí)間對(duì)成型結(jié)果的影響36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 3 鯊魚(yú)皮微溝槽微電鑄實(shí)驗(yàn)研究38-48
• 3.1 微電鑄基本原理38-39
• 3.2 初步微電鑄實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)材料39-40
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)39-40
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)材料40
• 3.3 電鑄工藝參數(shù)對(duì)電鑄銅層微觀形貌的影響40-43
• 3.3.1 陰極電流密度對(duì)電鑄層微觀形貌的影響40-42
• 3.3.2 正向占空比對(duì)電鑄層微觀形貌的影響42
• 3.3.3 添加劑對(duì)電鑄層微觀形貌的影響42-43
• 3.4 微溝槽電鑄實(shí)驗(yàn)43-46
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 4 鯊魚(yú)皮微溝槽滾壓模具電火花加工48-57
• 4.1 電火花加工基本原理48-49
• 4.2 電火花加工微溝槽實(shí)驗(yàn)過(guò)程49-50
• 4.3 電火花加工出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法50-52
• 4.3.1 工具電極與工作臺(tái)面產(chǎn)生火花放電50-51
• 4.3.2 工件表面微溝槽結(jié)構(gòu)不連續(xù)51-52
• 4.4 微電鑄工藝中陰極電流密度對(duì)電火花加工精度的影響52-54
• 4.4.1 陰極電流密度對(duì)工具電極損耗的影響53
• 4.4.2 陰極電流密度對(duì)工件表面形貌的影響53-54
• 4.5 不同回路組合對(duì)電火花加工質(zhì)量的影響54-55
• 4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析55-56
• 4.7 本章小結(jié)56-57
• 5 鯊魚(yú)皮微溝槽滾壓成型實(shí)驗(yàn)研究57-71
• 5.1 實(shí)驗(yàn)方案57-58
• 5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)材料58-59
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備58-59
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)材料59
• 5.3 滾壓成型工藝59-60
• 5.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程60-61
• 5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析61-70
• 5.5.1 模具溫度對(duì)成型精度的影響61-63
• 5.5.2 滾壓壓力對(duì)成型精度的影響63-65
• 5.5.3 滾壓速度對(duì)成型精度的影響65-67
• 5.5.4 兩種模具成型結(jié)果的對(duì)比67-70
• 5.6 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況76-77
• 致謝77-78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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1 尉元杰;溫度壓力作用下塑料流動(dòng)對(duì)微通道成形影響的研究[D];大連理工大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：743758