1. 毕业设计(论文)主要内容:
近几十年来,泡沫复合材料因其具有良好的抗压与吸能能力而广泛应用于汽车,包装,运动设备等各种行业中。大量研究集中于泡沫材料结构及其吸能性能上。近些年兴起的微发泡材料也是泡沫材料的研究热点。与传统发泡材料相比,微孔泡沫复合材料因为其基体内含有大量微米级气泡,有效减少了实际使用过程中的应力集中的问题,从而具有更加优异的力学性能。为了得到泡沫材料的准静态压缩力学与吸能性能的结果,可以采用本构模型模拟材料的本构方程并计算吸能性能的方法进行研究。
本课题拟以CNTs及PMMA为原料,通过超临界流体发泡法制备不同密度CNTs/PMMA微孔发泡复合材料,采用本构模型模拟得到CNTs/PMMA微孔发泡复合材料在准静态压缩下的本构方程,在此基础之上探究CNTs/PMMA微孔发泡复合材料的密度,应力和应变与泡沫材料吸能大小,吸能效率,理想吸能效率等吸能特性参数的关系。
主要内容:
2. 毕业设计(论文)主要任务及要求
1. 查阅不少于15篇的参考文献(其中近5年英文文献不少于3篇),了解国内外相关研究概况和发展趋势,以及CNTs/PMMA微孔发泡复合材料对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响,完成开题报告;
2. 总结国内外关于微孔发泡复合材料的应用背景、研究概况和发展趋势,了解微孔发泡复合材料的本构方程模型的选取与拟合本构方程的方法,了解微孔发泡复合材料力学性能参数的计算方法;
3.制备不同密度的CNTs/PMMA微孔发泡复合材料,了解其微孔结构并测试静态力学性能,拟合得到CNTs/PMMA微孔发泡复合材料的本构方程并用计算机工具构建CNTs/PMMA微孔发泡复合材料密度与吸能性能参数的四维函数,在此基础上分析材料的吸能特性;
3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-8周:按照设计方案,采用密炼混料及熔融热压法技术得CNTs/PMMA片材,再利用超临界流体发泡技术制备不同密度的微孔泡沫复合材料。
第9-12周:采用万能力学实验机上测试试样的压缩性能,利用计算机工具对CNTs/PMMA微孔发泡复合材料的本构方程进行拟合,获得本构方程。使用MATLAB等计算机软件工具构建CNTs/PMMA微孔发泡复合材料密度与吸能性能参数的四维函数并绘出吸能特性参数的变化云图,在此基础上得出密度与吸能性能参数的关系。
4. 主要参考文献
[1] Zhang R , Zhang L , Zhang J , et al. Compressive response of PMMA microcellular foams at low and high strain rates[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2017:46044.
[2] Wang S , Zheng Z , Zhu C , et al. Crushing and densification of rapid prototyping polylactide foam: Meso-structural effect and a statistical constitutive model[J]. Mechanics of Materials, 2018, 127:65-76.
[3] Liu Y, Hu H. Compressive mechanics of warp-knitted spacer fabrics. Part I: a constitutive model[J]. TEXTILE RESEARCH JOURNAL. 2016;86:3-12.
