水凝膠近年來以其優(yōu)越的生物相容性、高含水率、高柔韌性等特點吸引了研究者的廣泛關注,被證實可應用于生物醫(yī)學、組織工程、藥物遞送等前沿領域,是一種很具潛能的軟材料。而水凝膠的微觀纖維網(wǎng)絡結構決定了它的宏觀力學行為,具有重要的研究價值。本文以可用于軟骨替換的聚乙烯醇（PVA）水凝膠作為研究對象,研究了它的單軸準靜態(tài)拉伸行為,并以此為基礎,提出了一種纖維隨機分布的微觀網(wǎng)絡模型。經(jīng)過測試,該模型可以與不同纖維含量的PVA水凝膠的拉伸實驗曲線相吻合,證實了該模型的可靠性。更進一步,我們通過對微觀纖維網(wǎng)絡模型的分析,揭示了水凝膠材料一系列宏觀力學行為的微觀機理。本文的主要內(nèi)容如下:（1）針對目前國內(nèi)外含水軟材料單軸拉伸實驗的缺陷,提出了一種免夾持水凝膠單軸拉伸實驗技術。使用有限元方法驗證了該方案的合理性。使用該方法測量出不同纖維含量的PVA水凝膠的單軸拉伸應力-應變曲線和拉伸強度。使用Wall和Flory提出的聚合物彈性體本構方程對PVA水凝膠的拉伸行為進行了初步研究。（2）提出了一種纖維隨機分布的微觀網(wǎng)絡模型,通過儀器觀測、計算分析等手段確定了模型的各項微觀參數(shù)。通過有限元方法進行計算,證實該模型... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 水凝膠材料簡介
        1.1.1 水凝膠材料
        1.1.2 水凝膠的應用
        1.1.3 聚乙烯醇水凝膠
    1.2 水凝膠材料的力學測試技術
        1.2.1 水凝膠材料壓縮測試技術
        1.2.2 水凝膠材料拉伸測試技術
        1.2.3 水凝膠材料動態(tài)測試技術
        1.2.4 水凝膠材料其他測試技術
    1.3 水凝膠材料微觀模型研究
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 PVA水凝膠準靜態(tài)拉伸力學性能
    2.1 引言
    2.2 “回”型水凝膠試件準靜態(tài)拉伸實驗方法
        2.2.1 實驗方法原理
        2.2.2 拉伸實驗步驟
        2.2.3 “回”型水凝膠試件拉伸方法可靠性研究
    2.3 PVA水凝膠準靜態(tài)拉伸實驗
        2.3.1 “回”型PVA水凝膠試件的制備
        2.3.2 準靜態(tài)拉伸實驗過程
        2.3.3 結果分析
    2.4 本章小結
第三章 微觀纖維網(wǎng)絡模型研究
    3.1 引言
    3.2 構建微觀網(wǎng)絡模型
        3.2.1 微觀模型的組成部分
        3.2.2 水凝膠微觀結構觀測
        3.2.3 微觀模型的參數(shù)選取及構建流程
        3.2.4 使用有限元方法分析微觀網(wǎng)絡模型
        3.2.5 微觀模型的離散性分析
    3.3 微觀網(wǎng)絡模型參數(shù)調(diào)整
        3.3.1 使用拉伸實驗數(shù)據(jù)調(diào)整微觀網(wǎng)絡模型
        3.3.2 結果及分析
    3.4 本章小結
第四章 PVA水凝膠的微觀機理分析
    4.1 引言
    4.2 PVA水凝膠拉伸斷裂微觀機理
    4.3 拉伸過程中PVA水凝膠的微觀結構變化
        4.3.1 PVA纖維取向度變化
        4.3.2 PVA水凝膠孔徑分布變化
    4.4 纖維網(wǎng)絡模型參數(shù)的普適性
    4.5 本章小結
結論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3627807