木塑复合材料的耐蠕变性能及其多通道检测系统研究
本文关键词:木塑复合材料的耐蠕变性能及其多通道检测系统研究 出处:《东北林业大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:本文主要围绕木塑复合材料的耐蠕变性能和木塑复合材料多通道蠕变检测系统两方面进行了研究。木塑复合材料(WPC)是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料,应用范围十分广泛,然而因木塑复合材料的耐蠕变性能差问题限制了它在建筑领域的广泛应用,因此提高其耐蠕变性能是木塑复合材料领域研究的重点方向之一。本文利用塑料的填充改性技术,在木塑复合材料中添加碳纳米管,研究碳纳米管的添加量对其耐蠕变性能的影响,设计了五种配方的碳纳米管混杂木塑复合材料(碳纳米管含量:0、1%、2%、5%、8%),通过对其力学性能测试和仿真模拟等方法,与纯木塑复合材料的力学性能进行对比分析。结果表明:碳纳米管的添加可以有效提高木塑复合材料的弯曲性能,碳纳米管添加量为2%时,其弯曲强度效果最佳,较纯木塑复合材料提升36.2%;木塑复合材料的冲击强度随着碳纳米管的添加量增加而减小;碳纳米管的添加可以提高木塑复合材料的耐蠕变性能,根据仿真模拟和实际检测得出碳纳米管添加量为1%—-2%时可以较好的提高材料的耐蠕变性能,当碳纳米管的添加量大于2%时就起不到提升耐蠕变性能的作用。耐蠕变木塑复合材料的研发过程中为克服其性能数据分散性大的问题需对大量试样进行检测,然而目前蠕变性能检测装置都属于单一试样检测装置,进行持久性蠕变检测时将会耗费大量的时间。本文针对木塑复合材料(WPC)蠕变检测耗时久、效率低这一问题,利用虚拟仪器技术,把数据采集系统与传统机械蠕变检测相结合,设计并制造了一套多通道蠕变检测系统。首先根据多通道蠕变检测系统的软、硬件设计原则提出系统整体设计方案,主要包括系统软件和硬件两大部分;该系统的硬件部分以研华PCI-1710HG数据采集卡为硬件核心,利用HK-KTC-175拉杆直线位移传感器、自制加载装置、PCLD-1870接线端子板等组建硬件平台;该系统的软件部分以LabVIEW为开发平台,通过多通道数据采集程序的编写,初步实现了3通道(可扩展为16通道)数据采集控制、处理、显示和存储等功能。通过对多通道蠕变检测系统的测试,并与RD-20D电子蠕变仪检测结果进行对比分析,验证了系统的可行性。该系统初步可以实现3个通道(可扩展16通道)的蠕变性能的同时检测,并且测量直观,操作简单易行大大提高了蠕变检测的效率。
[Abstract]:This paper focuses on the creep resistance of wood-plastic composites and the multi-channel creep testing system of wood-plastic composites. It is a kind of new composite material which is booming in recent years at home and abroad. The application of wood-plastic composites is very extensive, however, the problem of poor creep resistance of wood-plastic composites limits its wide application in the field of construction. Therefore, improving the creep resistance of wood-plastic composites is one of the key directions in the field of wood-plastic composites. In this paper, carbon nanotubes were added to wood-plastic composites by filling and modifying technology. To study the effect of the content of carbon nanotubes on the creep resistance of carbon nanotubes, five kinds of carbon nanotube hybrid wood-plastic composites were designed. The mechanical properties of wood-plastic composites were compared with those of pure wood-plastic composites by means of mechanical properties test and simulation. The results show that the addition of carbon nanotubes can effectively improve the flexural properties of wood-plastic composites. When the content of carbon nanotubes is 2, the bending strength of carbon nanotubes is the best, which is 36.2% higher than that of pure wood-plastic composites. The impact strength of wood-plastic composites decreases with the increase of carbon nanotubes. The addition of carbon nanotubes can improve the creep resistance of wood-plastic composites. According to simulation simulation and actual detection, the creep resistance of wood / plastic composites can be improved better when the content of carbon nanotubes is 1 to 2%. When the content of carbon nanotubes is more than 2, it can not improve the creep resistance. In the research and development of creep resistant wood-plastic composites, a large number of specimens need to be tested to overcome the problem of large dispersion of properties data. However, at present, the creep testing devices are all single specimen testing devices, and it will take a lot of time to carry out the persistent creep testing. In this paper, it takes a long time to detect the creep of wood-plastic composites (WPC). Because of the low efficiency, the data acquisition system is combined with the traditional mechanical creep detection by using the virtual instrument technology. A set of multi-channel creep detection system is designed and manufactured. Firstly, according to the design principle of software and hardware of multi-channel creep detection system, the whole design scheme of the system is put forward, which mainly includes two parts: system software and hardware. The hardware part of the system is based on the PCI-1710HG data acquisition card of Yanhua, using HK-KTC-175 pull rod linear displacement sensor and self-made loading device. PCLD-1870 terminal board and other hardware platform; The software part of the system takes LabVIEW as the development platform, through the programming of multi-channel data acquisition program, the data acquisition control and processing of three channels (which can be extended to 16 channels) are preliminarily realized. Display and storage functions. Through the multi-channel creep detection system test, and RD-20D electronic creep test results were compared and analyzed. The feasibility of the system is verified. The system can initially realize the simultaneous detection of creep properties of three channels (extensible 16-channel), and the measurement is intuitive and easy to operate, which greatly improves the efficiency of creep detection.
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB33;TH873
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,本文编号:1376955
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