直写式3D打印硅橡胶基堆垛结构力学行为研究
发布时间：2021-09-03 18:10
硅橡胶基开孔材料在各类工程领域中都有广泛的应用,但传统方法制备的硅橡胶泡沫材料在泡孔大小、形状、连通性等方面存在高度的非均匀性,由此导致其力学性能存在随机特性,给相应力学行为的设计与调控带来了很大困扰。因此,制备微孔结构可设计、力学行为可预测的硅橡胶基开孔材料是该领域面临的重要难题。近几年,出现了基于直写式3D打印技术制备的具有堆垛结构形式的硅橡胶基开孔材料,其胞孔结构均一、有序,极大地提高了力学性能的稳定性。但目前,无论是硅橡胶基堆垛结构的直写式3D打印成型还是其相关力学行为的研究工作均处于初级阶段,这严重制约了其在今后工程领域中的应用与发展。因此本文针对硅橡胶基堆垛结构直写式3D打印成型中的关键控制参数、堆垛结构设计及其相应力学行为等方面开展了理论、实验与数值仿真研究,主要工作内容概述如下。1.针对硅橡胶基堆垛结构的直写式3D打印成型进行了研究。着重介绍了适用于室温环境下硅橡胶打印浆料的线性直写式3D打印平台设计理念与方案,并对硅橡胶打印浆料的非牛顿流体特性进行了分析和表征。针对直写式3D打印堆垛结构中的关键控制参数进行了分析,基于打印浆料在进料推挤段,螺杆输送段以及针头推挤段的运...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３线性直写成型装置Ｍ??
莫尔实验室（ＬＬＮＬ）首次报道了堆垛结构弹性体的直写式３Ｄ打印成型，Ｄｕｏｓｓ等人??［ｗ（２０１４）以Ｄｏｗ?Ｃｏｒｎｉｎｇ公司生产的ＳＥ１７００型硅橡胶作为打印浆料，基于直写式３Ｄ打??印平台，采用直径为６００ｐｍ的打印针头制备出了两种硅橡胶基堆垛结构，如图１．５所示。??（ａ）
??图１．４周期性ＦＣＴ型堆垛结构示意图??１．２．２．３直写式打印堆垛结构弹性体制备研究??随着３Ｄ打印软物质技术的发展［５９＇出现了利用直写式３Ｄ打印技术制备的硅橡胶??基堆垛结构，表现出类似于传统橡胶发泡材料的特性。其结构规则、有序、可控，可实??现相应力学行为的设计与调控。且基于直写式３Ｄ打印技术，能够更好地进行结构与功??能的一体化设计，有望在未来工程应用中替代传统方法制备的开孔泡沫材料。美国利弗??莫尔实验室（ＬＬＮＬ）首次报道了堆垛结构弹性体的直写式３Ｄ打印成型，Ｄｕｏｓｓ等人??［ｗ（２０１４）以Ｄｏｗ?Ｃｏｒｎｉｎｇ公司生产的ＳＥ１７００型硅橡胶作为打印浆料，基于直写式３Ｄ打??印平台，采用直径为６００ｐｍ的打印针头制备出了两种硅橡胶基堆垛结构，如图１．５所示。??（ａ）
【参考文献】：
期刊论文
[1]预紧垫层结构振动环境下层间转动试验[J]. 温金鹏,万方美,薛江,沈展鹏,李斌. 振动.测试与诊断. 2017(05)
[2]泡沫橡胶类材料有限变形粘弹性本构模型[J]. 陈玉,成斌,肖玉,陈立群. 橡胶工业. 2017(04)
[3]3D打印特定结构材料[J]. 张昊,黄光速,吴锦荣. 塑料工业. 2016(11)
[4]基于三维细观力学模型的开孔泡沫弹性性能预测[J]. 范志庚,陈常青,胡文军,万强. 固体力学学报. 2016(04)
[5]多层回转体预紧结构层间转动试验[J]. 温金鹏,廖晓雄,万方美,薛江,李斌,杜强. 振动.测试与诊断. 2016(04)
[6]微结构对泡沫材料蠕变性能的影响[J]. 卢子兴,黄纪翔,袁泽帅. 复合材料学报. 2016(11)
[7]软物质材料3D打印技术研究进展[J]. 杨卫民,迟百宏,高晓东,谭晶,焦志伟. 塑料. 2016(01)
[8]硅泡沫垫层结构的热力耦合分析[J]. 赵遇春,孙新利,黄桂. 化工新型材料. 2015(12)
[9]有机硅材料在航空工业的应用[J]. 范召东,孙全吉,黄艳华,吴娜,刘梅. 有机硅材料. 2015(06)
[10]泡孔微结构对弹性泡沫材料宏观压缩力学性能的影响分析[J]. 范志庚,陈常青,胡文军,万强. 机械强度. 2015(05)
博士论文
[1]带预紧硅泡沫垫层结构的减振系统分析[D]. 王江.重庆大学 2008
硕士论文
[1]无模直写方法制备介质基木堆结构光子晶体研究[D]. 李吉皎.清华大学 2014
[2]基于随机模型泡沫材料力学性能研究[D]. 庄志鹏.哈尔滨工业大学 2013
[3]基于微力学模型的泡沫硅橡胶力学性能研究[D]. 郭辉.西南科技大学 2013
[4]粘度和间隙对精密螺杆泵点胶胶量影响规律研究[D]. 江朋.中南大学 2008
[5]聚苯乙烯泡沫（EPS）力学行为的实验研究[D]. 熊志远.湘潭大学 2007
[6]精密点胶螺杆泵胶液流动规律研究[D]. 李章平.中南大学 2006
[7]辐射交联硅橡胶泡沫的制备及性能研究[D]. 刘道龙.四川大学 2006
[8]螺杆泵胶液分配实验研究与胶液挤出理论分析[D]. 彭全凡.中南大学 2005
[9]预紧接触式垫层结构的动力学分析[D]. 许茂.中国工程物理研究院北京研究生部 2003
本文编号：3381604
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３线性直写成型装置Ｍ??
莫尔实验室（ＬＬＮＬ）首次报道了堆垛结构弹性体的直写式３Ｄ打印成型，Ｄｕｏｓｓ等人??［ｗ（２０１４）以Ｄｏｗ?Ｃｏｒｎｉｎｇ公司生产的ＳＥ１７００型硅橡胶作为打印浆料，基于直写式３Ｄ打??印平台，采用直径为６００ｐｍ的打印针头制备出了两种硅橡胶基堆垛结构，如图１．５所示。??（ａ）
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【参考文献】：
期刊论文
[1]预紧垫层结构振动环境下层间转动试验[J]. 温金鹏,万方美,薛江,沈展鹏,李斌. 振动.测试与诊断. 2017(05)
[2]泡沫橡胶类材料有限变形粘弹性本构模型[J]. 陈玉,成斌,肖玉,陈立群. 橡胶工业. 2017(04)
[3]3D打印特定结构材料[J]. 张昊,黄光速,吴锦荣. 塑料工业. 2016(11)
[4]基于三维细观力学模型的开孔泡沫弹性性能预测[J]. 范志庚,陈常青,胡文军,万强. 固体力学学报. 2016(04)
[5]多层回转体预紧结构层间转动试验[J]. 温金鹏,廖晓雄,万方美,薛江,李斌,杜强. 振动.测试与诊断. 2016(04)
[6]微结构对泡沫材料蠕变性能的影响[J]. 卢子兴,黄纪翔,袁泽帅. 复合材料学报. 2016(11)
[7]软物质材料3D打印技术研究进展[J]. 杨卫民,迟百宏,高晓东,谭晶,焦志伟. 塑料. 2016(01)
[8]硅泡沫垫层结构的热力耦合分析[J]. 赵遇春,孙新利,黄桂. 化工新型材料. 2015(12)
[9]有机硅材料在航空工业的应用[J]. 范召东,孙全吉,黄艳华,吴娜,刘梅. 有机硅材料. 2015(06)
[10]泡孔微结构对弹性泡沫材料宏观压缩力学性能的影响分析[J]. 范志庚,陈常青,胡文军,万强. 机械强度. 2015(05)
博士论文
[1]带预紧硅泡沫垫层结构的减振系统分析[D]. 王江.重庆大学 2008
硕士论文
[1]无模直写方法制备介质基木堆结构光子晶体研究[D]. 李吉皎.清华大学 2014
[2]基于随机模型泡沫材料力学性能研究[D]. 庄志鹏.哈尔滨工业大学 2013
[3]基于微力学模型的泡沫硅橡胶力学性能研究[D]. 郭辉.西南科技大学 2013
[4]粘度和间隙对精密螺杆泵点胶胶量影响规律研究[D]. 江朋.中南大学 2008
[5]聚苯乙烯泡沫（EPS）力学行为的实验研究[D]. 熊志远.湘潭大学 2007
[6]精密点胶螺杆泵胶液流动规律研究[D]. 李章平.中南大学 2006
[7]辐射交联硅橡胶泡沫的制备及性能研究[D]. 刘道龙.四川大学 2006
[8]螺杆泵胶液分配实验研究与胶液挤出理论分析[D]. 彭全凡.中南大学 2005
[9]预紧接触式垫层结构的动力学分析[D]. 许茂.中国工程物理研究院北京研究生部 2003
本文编号：3381604
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