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聚合物自清潔表面微熱壓成型的機理研究

關注熱度:843   來源:新能源學術論文  作者:宋佳佳
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【摘要】:換熱設備結垢會導致換熱器傳熱效率降低和能耗增加,為此,換熱設備結垢的自清潔技術是實現其節能減排急需解決的關鍵技術問題。荷葉出污泥而不染的自清潔仿生機理研究表明解決表面結垢問題的的技術關鍵是通過在高能表面形成納米微觀結構粗糙表面,這可以獲得類似的仿生自清潔功能,而實現這一仿生自清潔目標的技術關鍵是納米微觀結構粗糙自清潔功能表面的加工成型技術?;谶@一工程背景,本文研究了納米微觀結構粗糙自清潔功能表面微熱壓成型技術,通過數值模擬研究了成型工藝參數、基片材料性能參數和納米微觀結構粗糙自清潔功能表面形貌對微熱壓成型過程的影響規律,揭示了納米微觀結構粗糙自清潔功能表面微熱壓成型機理,明晰了關鍵調控參數,為納米微觀結構粗糙自清潔功能表面微熱壓成型技術向以科學求質量、以技術保成功的全流程綜合控制的工業化科學制造轉化奠定了科學的理論基礎和技術支撐。主要取得如下成果:基于納米微觀結構粗糙自清潔功能表面微熱壓成型的黏彈性、屈服、軟化、硬化四個本質力學變形特性和連續固相相變演化特點,結合大溫度變化范圍大變形應力應變關系曲線實驗結果,篩選出能預測相變演化影響的熱機械大變形黏彈性-塑性應力應變本構模型;通過數值模擬,系統研究了工藝參數、基片材料特性和自清潔功能表面形貌對納米微觀結構粗糙自清潔功能表面微熱壓成型過程的影響規律,研究表明基片彈性模量、熱壓成型溫度和壓力是影響制品品質的關鍵調控參數,熱壓成型壓力和成型變形應力與熱壓成型溫度和模腔流道直徑呈負關聯關系,提高其熱壓成型溫度至跨越基片材料玻璃化轉變溫度,使基片材料處于黏彈性高彈態,可使熱壓成型壓力和成型變形應力趨于最小值,有利于成型制品脫模和避免基片熱壓成型斷裂損傷和變形失效;研究發現基片材料改變對熱壓成型充填過程影響主要體現在反映基片材料抗變形能力的機械性能指標彈性模量,而基片材料固相連續相變演化是造成彈性模量急劇突降的主控因素;圓柱模型和圓錐臺模型熱壓成型過程對比分析研究表明,圓錐臺模型微熱壓成型壓力和變形應力明顯大于圓柱模型微熱壓成型壓力和變形應力,且隨著模型直徑增大而下降。
【學位授予單位】:南昌大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:O631.11


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