微型器件超声塑化黏弹生热理论研究

发布时间：2024-03-19 19:40

　　在微型器件制造领域,将超声振动引入到聚合物熔融塑化过程,可以有效改善塑化不均、微型器件成型质量差等问题。国内外学者利用仿真方法研究超声振动对非晶聚合物生热影响时,一般假设超声换能器固有频率和振幅为定值,忽略换能器结构参数对固有频率和输出振幅的影响,以及输出振幅随时间不断变化的周期性。基于超声塑化过程中存在的问题,本文着重分析非晶聚合物黏弹性生热机理,换能器结构参数和振动激励模式对聚合物黏弹性生热过程的影响。具体研究内容如下:1)建立非晶聚合物力学模型,进行聚合物力学特征与性能分析,根据时温等效原理推导聚合物与温度有关的松弛时间公式,基于能量守恒定律,推导聚合物黏弹性生热率方程。2)基于等效电路法推导纵振超声换能器的固有频率和振幅方程,利用Mathematica软件计算纵振换能器不同结构参数下的固有频率和输出振幅,并将其固有频率和振幅代入生热率方程,使用MATLAB软件数值分析纵振换能器不同结构参数对聚合物黏弹性生热率的影响。由分析结果可知,放大比对纵振换能器频率影响最大,后盖板厚度、前盖板厚度和工具头长度影响次之,影响最小的是陶瓷片厚度和变幅杆长度。当聚合物温度低于玻璃化转变温度(10...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1微流控芯片

1绪论1绪论1.1课题研究背景及意义1980年以来，随着现代生活的科技产品逐渐向微型化、自动化、智能化方向发展，微注射成型技术（MicroInjectingMolding）以加工周期短、成型精度高、易于量产及成本低等优点，在机械、军事、农业及生物医疗等领域的应用逐渐扩展，已成为微....

图1.2微型显微镜探头：压印成型[3]、焊接成型[4]、浇注成型[5]

1绪论1绪论1.1课题研究背景及意义1980年以来，随着现代生活的科技产品逐渐向微型化、自动化、智能化方向发展，微注射成型技术（MicroInjectingMolding）以加工周期短、成型精度高、易于量产及成本低等优点，在机械、军事、农业及生物医疗等领域的应用逐渐扩展，已成为微....

图1.3聚合物摩擦生热系统剖面图

1绪论生热速率。郑州大学的田海港[21-22]仿真分析了聚合物颗粒界面摩擦生热机理，利用LS-DYNA建立塑化模型，设置边界条件，研究超声换能器不同结构参数对聚合物颗粒摩擦生热速率的影响，结果表明：放大比与工具头长度对生热率影响最大，前盖板厚度和变幅杆长度次之，后盖板厚度和陶瓷片....

图1.4超声空化现象

1绪论1.2.3聚合物的空化效应MatiasSacristan等[28]将超声波应用到PLA塑化成型中，指出PLA的物理和化学性能取决于超声波的振幅和塑化压力。由于超声波能打断分子链和扰乱聚合物的结构，所以，超声处理的材料比原材料的热降解性高。Lemon等29指出空化气泡在一定物....

本文编号：3932536