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(diǎn)吸引了研究者的廣泛關(guān)注,被證實(shí)可應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、組織工程、藥物遞送等前沿領(lǐng)域,是一種很具潛能的軟材料。而水凝膠的微觀纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)決定了它的宏觀力學(xué)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(zhǔn)靜態(tài)拉伸行為,并以此為基礎(chǔ),提出了一種纖維隨機(jī)分布的微觀網(wǎng)絡(luò)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(shí)驗(yàn)曲線相吻合,證實(shí)了該模型的可靠性。更進(jìn)一步,我們通過對微觀纖維網(wǎng)絡(luò)模型的分析,揭示了水凝膠材料一系列宏觀力學(xué)行為的微觀機(jī)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(shí)驗(yàn)的缺陷,提出了一種免夾持水凝膠單軸拉伸實(shí)驗(yàn)技術(shù)。使用有限元方法驗(yàn)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(yīng)力-應(yīng)變曲線和拉伸強(qiáng)度。使用Wall和Flory提出的聚合物彈性體本構(gòu)方程對PVA水凝膠的拉伸行為進(jìn)行了初步研究。（2）提出了一種纖維隨機(jī)分布的微觀網(wǎng)絡(luò)模型,通過儀器觀測、計(jì)算分析等手段確定了模型的各項(xiàng)微觀參數(shù)。通過有限元方法進(jìn)行計(jì)算,證實(shí)該模型... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)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(xué)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(yīng)用
        1.1.3 聚乙烯醇水凝膠
    1.2 水凝膠材料的力學(xué)測試技術(shù)
        1.2.1 水凝膠材料壓縮測試技術(shù)
        1.2.2 水凝膠材料拉伸測試技術(shù)
        1.2.3 水凝膠材料動態(tài)測試技術(shù)
        1.2.4 水凝膠材料其他測試技術(shù)
    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(zhǔn)靜態(tài)拉伸力學(xué)性能
    2.1 引言
    2.2 “回”型水凝膠試件準(zhǔn)靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)方法原理
        2.2.2 拉伸實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)
        2.3.1 “回”型PVA水凝膠試件的制備
        2.3.2 準(zhǔn)靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)過程
        2.3.3 結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 微觀纖維網(wǎng)絡(luò)模型研究
    3.1 引言
    3.2 構(gòu)建微觀網(wǎng)絡(luò)模型
        3.2.1 微觀模型的組成部分
        3.2.2 水凝膠微觀結(jié)構(gòu)觀測
        3.2.3 微觀模型的參數(shù)選取及構(gòu)建流程
        3.2.4 使用有限元方法分析微觀網(wǎng)絡(luò)模型
        3.2.5 微觀模型的離散性分析
    3.3 微觀網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)調(diào)整
        3.3.1 使用拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)整微觀網(wǎng)絡(luò)模型
        3.3.2 結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 PVA水凝膠的微觀機(jī)理分析
    4.1 引言
    4.2 PVA水凝膠拉伸斷裂微觀機(jī)理
    4.3 拉伸過程中PVA水凝膠的微觀結(jié)構(gòu)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(luò)模型參數(shù)的普適性
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]豬后腿肌肉的沖擊壓縮特性實(shí)驗(yàn)[J]. 王寶珍,胡時勝.  爆炸與沖擊. 2010(01)
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[5]數(shù)字圖像相關(guān)中亞像素位移測量算法的研究[J]. 潘兵,謝惠民,戴福隆.  力學(xué)學(xué)報. 2007(02)
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[8]數(shù)字圖像相關(guān)中亞像素位移測量的曲面擬合法[J]. 潘兵,續(xù)伯欽,陳丁,馮娟.  計(jì)量學(xué)報. 2005(02)
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本文編號：3627807