發(fā)布時間：2023-11-04 13:22

　　在國內(nèi)汽車輪胎制造和使用行業(yè)中,橡膠制品的輪胎模具易產(chǎn)生污染。常規(guī)清洗多采用機(jī)械和干冰清洗技術(shù),這類技術(shù)不僅效率低、成本高、而且環(huán)保性能差,無法滿足現(xiàn)代化工藝需求。與之對比激光清洗技術(shù)(LCT)因其環(huán)保、高效等優(yōu)點(diǎn)而在工業(yè)清洗行業(yè)中備受歡迎。該論文以輪胎模具為研究對象,激光干式清洗為手段,尋找最佳工藝參數(shù)為目的,采用模型建立——仿真分析——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的研究路線,最終提供一種行之有效的激光清洗工藝和在線監(jiān)測方法。該論文工作主要有以下方面:(1)首先對輪胎模具污染物成因分析,針對污染物不同形式粘附力進(jìn)行討論計(jì)算,概括了激光清洗時重要光學(xué)特性,建立了激光干式清洗燒蝕熱膨脹去除顆粒模型,求解了激光清洗熱傳導(dǎo)方程。使用ANSYS軟件模擬了激光清洗輪胎模具時的瞬態(tài)溫度分布,探究了基底表面升溫規(guī)律,得出不同能量密度下的最大溫度擬合關(guān)系,結(jié)合仿真數(shù)據(jù)計(jì)算出單脈沖清洗閾值和損傷閾值約為1.95J/cm2與 3.52J/cm。(2)合作搭建了一臺最大平均功率為200W的自動化激光清洗樣機(jī),設(shè)計(jì)了可以應(yīng)用于激光清洗過程的聲波在線監(jiān)測系統(tǒng)。該監(jiān)測系統(tǒng)硬件集合了聲電轉(zhuǎn)化器、信號放大器、數(shù)據(jù)采集卡等,采用LabVI...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究背景及意義
    1.3. 激光清洗方式分類
    1.4 激光清洗國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 激光清洗發(fā)展與應(yīng)用研究現(xiàn)狀
        1.4.2 激光干式清洗理論概述
        1.4.3 激光清洗在線監(jiān)測技術(shù)概述
    1.5 論文研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 輪胎模具表面污染物分析與清洗模型建立
    2.1 輪胎模具污染物成因分析
    2.2. 污染物粘附力形式
        2.2.1 范德華力
        2.2.2 毛細(xì)力和液橋力
        2.2.3 靜電力
    2.3 激光清洗光學(xué)特性分析
        2.3.1 高斯激光
        2.3.2 不同材料對激光吸收率
    2.4 激光干式清洗過程模型建立
        2.4.1 激光燒蝕熱膨脹去除顆粒模型
        2.4.2 激光清洗熱傳導(dǎo)方程求解
    2.5 本章小結(jié)
第三章 輪胎模具表面溫度場有限元分析
    3.1 溫度場仿真目的
    3.2 激光清洗輪胎模具溫度場模擬
        3.2.1 分析步驟
        3.2.2 溫度場有限元方程
        3.2.3 仿真模型的建立
        3.2.4 溫度場模擬過程
    3.3 基于溫度場模擬結(jié)果分析
        3.3.1 仿真節(jié)點(diǎn)瞬態(tài)溫度場分布
        3.3.2 激光能量密度對于溫度場影響
    3.4 激光損傷閾值判斷
    3.5 清洗閾值與清洗力分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 激光清洗輪胎模具過程聲波在線監(jiān)測實(shí)驗(yàn)
    4.1 實(shí)驗(yàn)理論依據(jù)
    4.2 清洗監(jiān)測平臺設(shè)計(jì)
    4.3 激光清洗聲波信號采集實(shí)驗(yàn)裝置
        4.3.1 激光器選型及光路搭建
        4.3.2 激光器工作保護(hù)裝置
        4.3.3 聲波監(jiān)測模塊
    4.4 基于LabVIEW的聲音信號的采集與分析
    4.5 清洗監(jiān)測實(shí)驗(yàn)操作流程
    4.6 聲波監(jiān)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.6.1 波形圖與頻譜圖規(guī)律
        4.6.2 清洗閾值與損傷閾值驗(yàn)證
    4.7 本章小結(jié)
第五章 激光清洗輪胎模具工藝參數(shù)優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 清洗效果評價指標(biāo)
    5.2 輪胎模具清洗實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.1 材料前處理
        5.2.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)檢測儀器選擇
        5.2.4 輪胎模具表面污染物表征
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.3.1 清洗后清洗率及表面形貌分析
        5.3.2 清洗前后粗糙度和硬度影響
        5.3.3 激光清洗后耐腐蝕性影響
    5.4 最佳工藝參數(shù)清洗后效果
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間主要研究成果
致謝
附錄 激光清洗輪胎模具效益調(diào)研數(shù)據(jù)



本文編號：3860386