强韧化木塑复合材料温压成形关键技术与性能研究

【摘要】随着《绿色制造科技发展“十二五”专项规划》的出台,绿色制造的概念逐渐被人们了解和接受,并作为可持续发展战略在现代制造业中得以体现。作者以农林剩余物的高质清洁利用为出发点,以芦苇秆粉末为基材,以紫铜粉末为强韧化因子,以聚乙烯(PE)为紫铜粉末分散助剂,采用温压成形工艺制备出了强韧化木塑复合材料；应用单因素试验法、响应面实验法(DesignExpert)进行实验设计与分析,借助三维立体显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、万能电子材料实验机等多种检测手段对试件性能进行测试,优化试件温压成形工艺,表征试件材料结构与性能；应用非线性有限元分析软件(MSC.Marc)对试件温压成形过程进行仿真模拟。主要研究成果如下：(1)选取分布广、产量大的芦苇秆,以其粉末为基材,对其化学成分、粒度组成、颗粒形貌以及添加聚乙烯(PE)后的粉末工艺性能进行研究。结果表明：聚乙烯(PE)的添加可明显改善复合粉末颗粒的形貌,使得芦苇秆粉末与紫铜粉末的混合均匀性增强；PE的添加,对混合粉末的振实系数影响不大；但PE的添加会导致混合粉末压缩性能的降低,而当PE的添加量≤20%时的影响程度十分有限。(2)基于木质粉末温压成形原理与技术,应用单因素试验与响应面实验法,采用刚性封闭式成形模,对芦苇基复合粉末实施温压成形：以试件的静曲强度、吸水率、表观硬度等为重点考察指标,对复合材料的工艺参数进行优化,获得的强韧化木塑复合材料的温压成形最佳工艺条件为：复合粉末的粒度为-20目,PE、紫铜粉末的最佳含量分别为10%、17%,最佳成形温度为152℃、成形压力为80MPa、保温保压时间为30min。(3)应用高级非线性有限元分析软件(MSC.Marc)对强韧化木塑复合材料的温压成形过程进行数值模拟,对成形过程中压坯的等效应力场、密度以及温度场进行仿真分析,发现试件上下端面四周容易出现应力集中；通过合理的上下模冲倒角成形面的设计,可使应力集中现象得到改善。(4)在最佳工艺条件下,制备的强韧化木塑复合材料制品的表观硬度、磨耗量、轴承径向压溃强度分别达到90HV.0.05g/100r、60MPa,此类制品可望替代铁梨木等高档木材制备茶台、镇纸等木质工艺品,替代烧结青铜制备轻纺机械用轻载滑动轴承,体现出诱人的应用前景。
【作者】梁盛；
【导师】吴庆定；
【作者基本信息】中南林业科技大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】木塑复合材料；温压成形；响应面法；仿真；特性表征；

【参考文献】
[1]高杨.视频质量诊断算法研究与实现[D].东北大学,计算数学,2011,硕士.
[2]张东旭.城镇化与工业化对农业现代化的影响研究[D].重庆工商大学,产业经济学,2014,硕士.
[3]王雅琴.帕金森病认知功能障碍及遗传易感性研究[D].中南大学,神经病学,2014,博士.
[4]赵丹阳.白色念珠菌热休克蛋白90表位C核酸疫苗的构建及其免疫学活性初探[D].东北师范大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[5]侯俊杰.微针阵列刺入皮肤的理论与实验研究[D].大连理工大学,工程力学,2013,硕士.
[6]朱祺辰.公安信息汇集与数据分析系统开发及实现[D].东华大学,计算机技术（专业学位）,2014,硕士.
[7]王福德.三种纳米材料（C_(60)、MWCNTs、TiO_2）的生物安全性研究[D].华东理工大学,无机化学,2014,硕士.
[8]李晓珊.钱穆民族精神教育思想研究[D].杭州师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[9]孙睿杰.论国际私法中的弱者利益保护[D].安徽大学,国际法学,2013,硕士.
[10]罗子璇.三种方法治疗老年股骨颈骨折的疗效比较[D].河北医科大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[11]高金兰.基于粗糙集理论-思维进化算法的智能控制系统研究与应用[D].太原理工大学,2003.
[12]韩茗.商代至汉代牙形玉饰的考古学研究[D].中国社会科学院研究生院,故宫学（专业学位）,2014,硕士.
[13]杨剑鹏,黄克靖,王兰.聚对氨基苯甲酸/石墨烯-全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物修饰玻碳电极检测铜(Ⅱ)[J].冶金分析,2012,04:28-32.
[14]向德彩.论社会运动中的歌谣[D].上海大学,社会学,2014,博士.
[15]方莉.时间副词“先后”的多视角研究[D].南京师范大学,汉语言文字学,2012,硕士.
[16]魏斌.异步全光分组交换网络若干关键技术研究[D].北京交通大学,2008.
[17]杨宁.小孤山水电站枢纽淤泥质软土地基处理[D].兰州大学,建筑与土木工程,2012,硕士.
[18]赵起超.深基坑支护稳定分析与计算机应用研究[D].辽宁工程技术大学,建筑与土木工程,2004,硕士.
[19]周圣川.大规模城市场景图形图像混合建模与视觉无损渲染技术[D].中国海洋大学,2014.
[20]陶伯玲.由关心度产生的日语表达[D].四川外国语大学,日语语言文学,2013,硕士.
[21]马帅,宋国杰,唐世渭,杨冬青,王腾蛟.基于单元划分的DBSCAN聚类算法[A].中国计算机学会数据库专业委员会.第十九届全国数据库学术会议论文集（技术报告篇）[C].中国计算机学会数据库专业委员会:,2002:3.
[22]王璐.山西省高等学校教师激励机制研究[D].山西财经大学,教育经济与管理,2013,硕士.
[23]杨博.基于品牌文化的中华老字号传承与创新研究[D].云南财经大学,企业管理,2014,硕士.
[24]胡明.新型风电场相变储能功率分配系统研究[D].重庆大学,电气工程,2014,硕士.
[25]李曼.未成年证人证言补强规则研究[D].山东大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[26]张秋娟.张炎词学思想探微[D].陕西师范大学,中国古代文学,2004,硕士.
[27]张方.碳税和碳交易的减排效果研究[D].沈阳师范大学,西方经济学,2013,硕士.
[28]林晓.红外小目标检测与跟踪技术研究[D].南京航空航天大学,导航制导与控制,2013,硕士.
[29]孙琨.我国公租房制度的可持续性研究[D].山东财经大学,社会保障,2012,硕士.
[30]鲁小华,樊富珉,田宝伟,牛勇.朋辈循环支持法在心理咨询师团体督导中的应用[J].心理技术与应用,2014,03:3-5.
[31]蔡见祥,吴贤定,菅曙光,高根娣.静止气象卫星测距系统及测距信号的应用[J].宇航计测技术.1993(03)
[32]张海晴.客户关系管理在肖根福罗格公司的应用研究[D].苏州大学,工商管理,2012,硕士.
[33]田源.高分子热熔料改善橡胶沥青混合料用于重载路面技术研究[D].长安大学,道路与铁道工程,2013,硕士.
[34]付蒙.EVA的共混改性研究[D].广东工业大学,高分子化学与物理,2014,硕士.
[35]边荣荣.铁氧体NiCr_xFe_(2-x)o_4和Ni_(1-x)Co_xFe_2O_4的离子分布与磁性研究[D].河北师范大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[36]侯若冰.九寨沟水电开发有限责任公司经营战略探索[D].西南财经大学,工商管理,2004,硕士.
[37]梅康.基于ARM的AFDX通信协议的模拟器设计[D].成都理工大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[38]刘黎黎.软件外包企业的应收账款管理探讨[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[39]冷艳秋.饱和-非饱和重塑黄土变形强度特征[D].长安大学,地质工程,2014,硕士.
[40]佘启明,程榕,郑燕萍,孙勤,杨阿三.外循环撞击流反应器微观混合性能研究[J].化学工程,2013,11:56-59+63.
[41]赵静.急性心肌梗死患者创伤后应激障碍症状和创伤后成长相关因素纵向研究[D].山东大学,护理学,2013,硕士.
[42]李灵艳.大学生士兵职业管理研究[D].南昌大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[43]王兴珍.大麦成熟胚再生体系的构建及相关生理指标的测定[D].甘肃农业大学,作物遗传育种,2013,硕士.
[44]迟聪.社会转型期我国城市公共危机管理问题研究[D].长春工业大学,行政管理,2013,硕士.
[45]陈婧.LVMH公司财务分析与发展战略研究[D].厦门大学,工商管理,2014,硕士.
[46]李敏.全身γ-刀治疗早期非小细胞肺癌的预后分析[D].大连医科大学,肿瘤学,2012,硕士.
[47]王旭东.金纳米结构的构筑及其折射率传感性质研究[D].吉林大学,高分子化学与物理,2014,硕士.
[48]任秀峰.调整产品结构适应市场需求[J].机械与电子.1990(06)
[49]李文华.潍坊DL公司装配车间现场精细化管理提升研究[D].山东大学,工业工程（专业学位）,2012,硕士.
[50]刘畅.山东玲珑金矿田煌斑岩脉橄榄石捕掳晶和闪长岩脉“杏仁体”成因矿物学研究[D].中国地质大学（北京）,地质工程,2014,硕士.