受生物材料啟發(fā)的復(fù)合材料能夠通過(guò)揚(yáng)長(zhǎng)避短的策略來(lái)調(diào)整結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能,比如實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷耐受性能和抗沖擊性能等。研究表明,多種優(yōu)異的生物材料其微觀結(jié)構(gòu)都是周期性地將單軸納米纖維層排列成螺旋狀,其特點(diǎn)是輕質(zhì)高強(qiáng),具有顯著的抗沖擊和損傷耐受性能。然而這種仿生螺旋復(fù)合結(jié)構(gòu)如何實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)其最大的抗沖擊性能一直未被研究,受這種生物材料的微觀結(jié)構(gòu)的啟發(fā),本文設(shè)計(jì)出了6層、8層、10層的0°、15°、30°、45°、60°、75°及90°的仿生螺旋鋪層結(jié)構(gòu)圓形薄板模型。本文先研究了模型的3D打印成型技術(shù),得到了脫機(jī)打印方法和打印溫度、打印層厚、打印速度等最佳打印工藝參數(shù)后制備出了這種仿生螺旋結(jié)構(gòu)模型;然后利用偏轉(zhuǎn)低速?zèng)_擊試驗(yàn)機(jī)開(kāi)展了低速動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn),研究了不同層厚、不同鋪層角度對(duì)該結(jié)構(gòu)抗低速?zèng)_擊性能的影響,試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著鋪層角度和層數(shù)（厚度）的變化,結(jié)構(gòu)的抗低速?zèng)_擊性能能夠得到相應(yīng)的改善,層厚越厚、螺旋鋪層角度越�。ǔ�0°）,結(jié)構(gòu)抗沖擊性能越好,反之亦然;為了驗(yàn)證試驗(yàn)和彌補(bǔ)試驗(yàn)的不足,還利用LS-dyna軟件進(jìn)行了各向同性圓板的沖擊數(shù)值仿真研究。數(shù)值仿真研究表明,層厚越厚,結(jié)構(gòu)抗沖擊能力... 

【文章來(lái)源】：三峽大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
內(nèi)容摘要
abstract
選題的依據(jù)與意義
國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料綜述
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.3 研究方法與技術(shù)路線
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與成型技術(shù)研究
    2.1 模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.2 試件的成型技術(shù)研究
    2.3 本章小結(jié)
3 仿生螺旋結(jié)構(gòu)低速動(dòng)態(tài)沖擊性能試驗(yàn)研究
    3.1 仿生螺旋結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)特性
    3.2 低速?zèng)_擊試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)步驟
    3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
4 各向同性圓板的沖擊數(shù)值仿真研究
    4.1 材料模型的選取與有限元模型建立
    4.2 不同層厚對(duì)低速?zèng)_擊的響應(yīng)研究
    4.3 不同沖擊速度對(duì)沖擊性能的響應(yīng)研究
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 進(jìn)一步研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄 :攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論著
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]FDM 3D打印工藝參數(shù)對(duì)PLA制件力學(xué)性能的影響[J]. 白鶴,蘇亞輝,王核心,劉亞明,何石磊,張振庚.  工程塑料應(yīng)用. 2020(01)
[2]3D打印用ABS研究進(jìn)展[J]. 葉旋,涂華錦.  中國(guó)塑料. 2019(12)
[3]3D打印在巖石力學(xué)研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J]. 蔣毅,趙松,梁偉橋,耿培.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(31)
[4]導(dǎo)彈對(duì)箱梁的毀傷效應(yīng)分析[J]. 梅迪,李海超,張艷萍,常健,胡玉博.  軍事交通學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(04)
[5]3D打印技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用與前景[J]. 唐建,陳陽(yáng),羅寧.  住宅與房地產(chǎn). 2019(03)
[6]鹿角各向異性力學(xué)性質(zhì)及斷面的分形分析[J]. 方仲祺,陳斌,藺詩(shī)韻,程自東.  綠色科技. 2018(16)
[7]鹿茸礦化膠原纖維迂回繞孔結(jié)構(gòu)及仿生研究[J]. 陳斌,李淼,聶書(shū)嚴(yán),江智平.  稀有金屬材料與工程. 2018(S1)
[8]仿生材料3D打印[J]. 張靚,趙寧,徐堅(jiān).  中國(guó)材料進(jìn)展. 2018(06)
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[10]密質(zhì)骨各向異性性質(zhì)的力學(xué)實(shí)驗(yàn)及細(xì)觀分析[J]. 劉玉璽,陳斌,路國(guó)平,林雪冬.  醫(yī)用生物力學(xué). 2018(05)

碩士論文
[1]3D打印參數(shù)對(duì)PLA力學(xué)性能和成形質(zhì)量的影響研究[D]. 鐘偉華.吉林大學(xué) 2019
[2]海底隧道涌水量預(yù)測(cè)方法研究及其爆破振動(dòng)影響分析[D]. 辛冬冬.山東大學(xué) 2018
[3]PVB夾層玻璃中低速?zèng)_擊力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[D]. 張宗恒.華南理工大學(xué) 2018
[4]鍬甲蟲(chóng)鞘翅強(qiáng)韌機(jī)理研究[D]. 吳曉東.重慶大學(xué) 2017
[5]基于FDM成型工藝的桌面級(jí)3D打印機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 任汪洋.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[6]基于PLA絲材的FDM試件機(jī)械性能分析及優(yōu)化[D]. 汪紹興.大連理工大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3200786