空心微点阵材料的制备和力学性能研究

发布时间：2020-07-27 14:51

【摘要】：空心微点阵材料是一种具有超轻、超刚、超强、超吸能等优越性能的新型超材料。然而,目前该材料仍处于实验室研制阶段,其比强度和等效弹性模量力学性能与其理想值还有较大差距。开发空心微点阵材料制备的关键技术,试验研究该材料的破坏过程,结合有限元模拟分析揭示其破坏机理,并从制造备工艺和微结构设计两方面对材料进行优化设计,从而提高材料的力学性能,具有重大意义。本文首先对空心微点阵材料的多种制备工艺进行对比研究,开发了一套以光固化成型(SLA)技术、化学镀层工艺为核心的完整的空心微点阵材料制备流程。然后对制造的样品进行原位压缩试验测试,并构建有限元分析模型对材料的压缩破坏过程进行数值模拟。结合实验测试和数值模拟的分析结果,研究了镍空心微点阵材料的压缩性能,分析了不同镀层材料、不同镀层厚度、不同镀层工艺对材料性能的影响。结合显微镜观测和模型应力云图分析,对空心微点阵材料压缩过程中的变形过程和破坏机理进行了研究,确定影响材料性能的关键微结构特征。研究发现基于现有工艺制备的空心微点阵材料能够实现压至80%变形前应力基本保持恒定,但比强度仍有不足。镀层厚度对静态压缩下材料的破坏机理和应力应变曲线有显著影响。镀层质量和微结构特征是影响空心微点阵材料性能的两个关键因素。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB34
【图文】：

研究方法流程框图

工艺流程框图

(a)Form 2 打印机 (b)支架和底座拆除前后试件图 2-3 打印机及打印试件研究中打印耗材使用了 Formlabs 公司生产的白色光敏树脂(White)、韧

【参考文献】

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本文编号：2771987