基于3D打印的仿生螺旋复合结构抗低速冲击性能研究

发布时间：2021-05-22 02:15

　　受生物材料启发的复合材料能够通过扬长避短的策略来调整结构的机械性能,比如实现结构的损伤耐受性能和抗冲击性能等。研究表明,多种优异的生物材料其微观结构都是周期性地将单轴纳米纤维层排列成螺旋状,其特点是轻质高强,具有显著的抗冲击和损伤耐受性能。然而这种仿生螺旋复合结构如何实现结构优化以实现其最大的抗冲击性能一直未被研究,受这种生物材料的微观结构的启发,本文设计出了6层、8层、10层的0°、15°、30°、45°、60°、75°及90°的仿生螺旋铺层结构圆形薄板模型。本文先研究了模型的3D打印成型技术,得到了脱机打印方法和打印温度、打印层厚、打印速度等最佳打印工艺参数后制备出了这种仿生螺旋结构模型;然后利用偏转低速冲击试验机开展了低速动态冲击试验,研究了不同层厚、不同铺层角度对该结构抗低速冲击性能的影响,试验结果表明,随着铺层角度和层数（厚度）的变化,结构的抗低速冲击性能能够得到相应的改善,层厚越厚、螺旋铺层角度越小（除去0°）,结构抗冲击性能越好,反之亦然;为了验证试验和弥补试验的不足,还利用LS-dyna软件进行了各向同性圆板的冲击数值仿真研究。数值仿真研究表明,层厚越厚,结构抗冲击能力... 

【文章来源】：三峡大学湖北省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
内容摘要
abstract
选题的依据与意义
国内外文献资料综述
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 本文主要研究内容
    1.3 研究方法与技术路线
2 结构设计与成型技术研究
    2.1 模型结构设计
    2.2 试件的成型技术研究
    2.3 本章小结
3 仿生螺旋结构低速动态冲击性能试验研究
    3.1 仿生螺旋结构材料的力学特性
    3.2 低速冲击试验装置及试验步骤
    3.3 试验结果及分析
    3.4 本章小结
4 各向同性圆板的冲击数值仿真研究
    4.1 材料模型的选取与有限元模型建立
    4.2 不同层厚对低速冲击的响应研究
    4.3 不同冲击速度对冲击性能的响应研究
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 进一步研究展望
参考文献
附录 :攻读硕士学位期间发表的学术论著
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]FDM 3D打印工艺参数对PLA制件力学性能的影响[J]. 白鹤,苏亚辉,王核心,刘亚明,何石磊,张振庚.  工程塑料应用. 2020(01)
[2]3D打印用ABS研究进展[J]. 叶旋,涂华锦.  中国塑料. 2019(12)
[3]3D打印在岩石力学研究中的应用现状与展望[J]. 蒋毅,赵松,梁伟桥,耿培.  科学技术与工程. 2019(31)
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[5]3D打印技术在建筑工程中的应用与前景[J]. 唐建,陈阳,罗宁.  住宅与房地产. 2019(03)
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硕士论文
[1]3D打印参数对PLA力学性能和成形质量的影响研究[D]. 钟伟华.吉林大学 2019
[2]海底隧道涌水量预测方法研究及其爆破振动影响分析[D]. 辛冬冬.山东大学 2018
[3]PVB夹层玻璃中低速冲击力学性能的试验研究[D]. 张宗恒.华南理工大学 2018
[4]锹甲虫鞘翅强韧机理研究[D]. 吴晓东.重庆大学 2017
[5]基于FDM成型工艺的桌面级3D打印机优化设计[D]. 任汪洋.合肥工业大学 2017
[6]基于PLA丝材的FDM试件机械性能分析及优化[D]. 汪绍兴.大连理工大学 2015



本文编号：3200786