發(fā)布時(shí)間：2018-07-15 22:21

【摘要】：研究開(kāi)發(fā)性能優(yōu)越的新型機(jī)床基礎(chǔ)件材料是改善和提高機(jī)床綜合性能的有效手段之一。樹(shù)脂礦物復(fù)合材料亦稱(chēng)為人造石,其突出優(yōu)點(diǎn)是阻尼性能好,為普通灰鑄鐵材料的10倍左右,適用于制造高速和精密加工機(jī)床等設(shè)備的基礎(chǔ)件,能夠滿(mǎn)足機(jī)床高速、精密和高熱穩(wěn)定性要求。本文針對(duì)樹(shù)脂礦物復(fù)合材料力學(xué)性能較差的缺點(diǎn),研究采用高強(qiáng)度的鉬纖維提高其力學(xué)性能。 舊鉬纖維為電火花線(xiàn)切割加工報(bào)廢的鉬絲材料,其表面上隨機(jī)分布著大量的放電凹坑。建立了鉬纖維增強(qiáng)樹(shù)脂礦物復(fù)合材料的物理模型,分析其界面作用機(jī)理,得到鉬纖維與樹(shù)脂基體的界面結(jié)合方式。樹(shù)脂基體和舊鉬纖維之間通過(guò)機(jī)械鎖結(jié)、液體對(duì)固體表面的浸潤(rùn)以及原子或分子間的相互擴(kuò)散建立界面結(jié)合；新鉬纖維表面光滑,產(chǎn)生的機(jī)械鎖結(jié)現(xiàn)象可以忽略,其界面結(jié)合主要是通過(guò)液體對(duì)固體表面的浸潤(rùn)和原子或分子間的相互擴(kuò)散。新舊鉬纖維的拉伸性能測(cè)試結(jié)果表明,舊鉬纖維的塑性變形階段很短,基本上不產(chǎn)生塑性應(yīng)變,更適合用于增強(qiáng)樹(shù)脂礦物復(fù)合材料。 建立了分析鉬纖維與樹(shù)脂基體界面結(jié)合強(qiáng)度與界面滑移阻力的有限元模型,分析結(jié)果表明舊鉬纖維限制復(fù)合材料受力變形和承擔(dān)荷載量的能力均強(qiáng)于新鉬纖維。當(dāng)界面的滑移阻力小于鉬纖維的抗拉強(qiáng)度極限時(shí),鉬纖維增強(qiáng)樹(shù)脂礦物復(fù)合材料承受的最大荷載與放電凹坑的數(shù)量成正比。與新鉬纖維相比,舊鉬纖維與樹(shù)脂基體的界面滑移阻力更大,在脫粘面上可以承受更多的荷載,能夠起到更好的增強(qiáng)作用。 試驗(yàn)研究了新舊鉬纖維增強(qiáng)樹(shù)脂礦物復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度,結(jié)果表明：新舊鉬纖維都能起到增強(qiáng)效果,并且舊鉬纖維的增強(qiáng)效果更好,成本更低。其中,新鉬纖維增強(qiáng)樹(shù)脂礦物復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度提高4.9%,抗彎強(qiáng)度提高22.6%；舊鉬纖維增強(qiáng)樹(shù)脂礦物復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度提高12.7%,抗彎強(qiáng)度提高32.5%。 研究了直線(xiàn)形鉬纖維與異形鉬纖維對(duì)樹(shù)脂礦物復(fù)合材料的增強(qiáng)機(jī)理,建立異形鉬纖維的拉拔模型,給出了四種異形鉬纖維最大拉拔力的表達(dá)式,在彎曲變形角相同、應(yīng)力集中影響較小的條件下,四種異形鉬纖維的最大拉拔力由大到小的順序?yàn)椋篧形U形N形V形。對(duì)四種異形鋁纖維增強(qiáng)樹(shù)脂礦物復(fù)合材料分別進(jìn)行了抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度測(cè)試,結(jié)果表明：異形鉬纖維對(duì)樹(shù)脂礦物復(fù)合材料力學(xué)性能的增強(qiáng)效果均優(yōu)于直線(xiàn)形鉬纖維,并且W形鉬纖維的增強(qiáng)效果最好,與理論分析結(jié)果基本一致。
[Abstract]:It is one of the effective ways to improve and improve the comprehensive performance of machine tools by researching and developing new machine tool base materials with superior performance. Resin mineral composite is also called artificial stone. Its outstanding advantage is that it has good damping property and is about 10 times as high as ordinary gray cast iron. It is suitable for manufacturing the basic parts of equipment such as high speed and precision machining machine tools, and can satisfy the high speed of machine tools. Precision and high thermal stability requirements. Aiming at the disadvantage of poor mechanical properties of resin mineral composites, the high strength molybdenum fiber was used to improve its mechanical properties. The old molybdenum fiber is an abandoned molybdenum wire material in WEDM, and a large number of discharge pits are distributed randomly on the surface. The physical model of molybdenum fiber reinforced resin mineral composite was established, and the interfacial mechanism of molybdenum fiber reinforced resin mineral composite was analyzed, and the interfacial bonding mode between molybdenum fiber and resin matrix was obtained. The interfacial bonding between the resin matrix and the old molybdenum fiber is established by mechanical locking, the soakage of the liquid to the solid surface and the diffusion of atoms or molecules; the surface of the new molybdenum fiber is smooth and the mechanical locking phenomenon can be neglected. The interfacial bonding is mainly through the infiltration of liquid to the solid surface and the diffusion of atoms or molecules. The test results of tensile properties of new and old molybdenum fibers show that the plastic deformation stage of old and old molybdenum fibers is very short and there is no plastic strain, so it is more suitable for reinforcing resin mineral composites. A finite element model for the analysis of interfacial bond strength and interfacial slip resistance between molybdenum fiber and resin matrix is established. The results show that the old molybdenum fiber is better than new molybdenum fiber in limiting the mechanical deformation and bearing load of the composite. When the slip resistance of the interface is smaller than the tensile strength limit of the molybdenum fiber, the maximum load of the molybdenum fiber reinforced resin mineral composite is directly proportional to the number of discharge pits. Compared with the new molybdenum fiber, the interfacial slip resistance between the old molybdenum fiber and the resin matrix is greater, and it can bear more loads on the debonding surface and play a better strengthening role. The flexural strength and compressive strength of the new and old molybdenum fiber reinforced resin mineral composites were studied. The results show that the new and old molybdenum fibers can play a reinforcing effect, and the reinforcement effect of the old molybdenum fiber is better and the cost is lower. Among them, the compressive strength and flexural strength of new molybdenum fiber reinforced resin mineral composites were increased by 4.9 and 22.6respectively, and the compressive strength and flexural strength of old molybdenum fiber reinforced resin mineral composites were increased by 12.7and 32.5, respectively. The reinforcement mechanism of linear molybdenum fiber and special-shaped molybdenum fiber on resin mineral composite was studied. The drawing model of special-shaped molybdenum fiber was established. The expression of the maximum drawing force of four special-shaped molybdenum fibers was given, and the bending deformation angle was the same. When the stress concentration is small, the order of the maximum drawing force of the four molybdenum fibers is: W shape U shape N shape V shape. The flexural strength and compressive strength of four kinds of special-shaped aluminum fiber reinforced resin mineral composites were tested. The results showed that the reinforcement effect of special-shaped molybdenum fiber on the mechanical properties of resin mineral composite was better than that of linear molybdenum fiber. The W-shaped molybdenum fiber has the best reinforcing effect, which is consistent with the theoretical analysis.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TH145.9;TB332

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;環(huán)氧/碳納米管復(fù)合材料獲突破[J];納米科技;2008年04期

2 楊紅平;石宗利;;論復(fù)合材料研究的發(fā)展與應(yīng)用[J];天水師范學(xué)院學(xué)報(bào);2006年02期

3 ;環(huán)氧/碳納米管復(fù)合材料獲突破[J];中國(guó)粉體工業(yè);2008年04期

4 徐正亞;陳利;;三維五向編織復(fù)合材料中紗線(xiàn)排列形態(tài)的實(shí)驗(yàn)分析[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年03期

5 李厚德;顏堯妹;蔣達(dá)國(guó);;樹(shù)脂基磁性復(fù)合材料的品質(zhì)因數(shù)研究[J];新技術(shù)新工藝;2007年11期

6 蔣達(dá)國(guó);羅淑平;李水芳;;環(huán)氧樹(shù)脂基磁性復(fù)合材料的起始磁導(dǎo)率研究[J];塑料工業(yè);2008年06期

7 周宏偉,馬嘉,李志成,陳春海;納米二氧化鋯改性聚醚砜的研究[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2005年08期

8 蔣達(dá)國(guó);徐貝貝;朱正吼;;樹(shù)脂基磁性復(fù)合材料的軟磁性能研究[J];煤礦機(jī)械;2007年06期

9 高革;;Al-Mg-Al_2O_3-MgO復(fù)合材料的制取方法[J];輕合金加工技術(shù);1975年02期

10 李潤(rùn)民 ,張引枝 ,劉振宇;CA SELECTS Carbon Graphite Fibers[J];新型炭材料;1993年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 何九領(lǐng);魯金華;;復(fù)合材料失效分析[A];探索 創(chuàng)新 交流（第4集）——第四屆中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集[C];2010年

2 劉時(shí)風(fēng);王勇;陶雪榮;陳顯鋒;;AU2000聲-超聲復(fù)合材料檢測(cè)系統(tǒng)研制[A];復(fù)合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展——第十一屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2000年

3 佟景偉;沈珉;王世斌;李鴻琦;穆祥新;;復(fù)合材料變形與損傷的光力學(xué)細(xì)觀(guān)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[A];復(fù)合材料：生命、環(huán)境與高技術(shù)——第十二屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

4 郜永娟;劉正英;楊鳴波;;注塑成型CB/iPP/HDPE復(fù)合材料電性能的研究[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

5 馬寒松;;纖維型Microstretch復(fù)合材料的面內(nèi)有效彈性模量預(yù)測(cè)[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

6 張昌天;李晶晶;江大志;肖加余;;二維點(diǎn)陣復(fù)合材料圓筒結(jié)構(gòu)軟模輔助纏繞成型及軸向壓縮性能研究[A];復(fù)合材料：創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展(下冊(cè))[C];2010年

7 益小蘇;王震;劉志真;楊慧麗;丁孟賢;李宏運(yùn);;高韌性樹(shù)脂轉(zhuǎn)移模塑聚酰亞胺復(fù)合材料技術(shù)[A];航空科學(xué)技術(shù)學(xué)科發(fā)展報(bào)告(2008-2009)[C];2009年

8 鄭媛心;王言倫;王孝軍;楊杰;;環(huán)氧樹(shù)脂/AlN復(fù)合材料導(dǎo)熱性研究[A];2010年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)學(xué)術(shù)論文集（下冊(cè)）[C];2010年

9 王先平;王偉國(guó);李春;程幟軍;方前鋒;;Li_5La_3Ta_2O_(12)/Al基高阻尼復(fù)合材料的制備和阻尼性能[A];第九屆全國(guó)固體內(nèi)耗與力學(xué)譜及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

10 楊宜謙;;復(fù)合材料在橋梁工程中的應(yīng)用[A];西部大開(kāi)發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 亞蘭;亞什蘭在華代理TA公司PVC復(fù)合材料[N];中國(guó)化工報(bào);2008年

2 鄭英;江陰自主研發(fā)產(chǎn)品獲JEC復(fù)合材料展創(chuàng)新獎(jiǎng)[N];江陰日?qǐng)?bào);2010年

3 黃麗娟邋胡偉濱 記者 王方遒;亞洲最大復(fù)合材料生產(chǎn)基地在哈建成[N];哈爾濱日?qǐng)?bào);2007年

4 朱劍紅;中國(guó)建材收購(gòu)德國(guó)企業(yè)[N];人民日?qǐng)?bào);2007年

5 記者 劉棉柳;EPMC復(fù)合材料發(fā)展進(jìn)入新階段[N];廣東科技報(bào);2005年

6 記者 楊靜;中國(guó)復(fù)合材料集團(tuán)鎖定“三高”產(chǎn)品[N];中國(guó)建材報(bào);2006年

7 爾基;專(zhuān)注指向成功[N];現(xiàn)代物流報(bào);2007年

8 朱江;帝斯曼復(fù)合材料樹(shù)脂集團(tuán)推出兩個(gè)新產(chǎn)品[N];中國(guó)建材報(bào);2008年

9 廣文;秦皇島奧體中心獲贈(zèng)“復(fù)合材料輕型抗爆炸容器”[N];人民公安報(bào);2008年

10 洋洋;澳大利亞將試飛模塊化全復(fù)合材料無(wú)人機(jī)[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 袁輝;碳/碳復(fù)合材料剛度與強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

2 聶軍武;CoFe_2O_4-BaTiO_3磁電復(fù)合材料的制備及性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

3 袁磊;利用反應(yīng)燒結(jié)法制備Si_3N_4復(fù)合材料及其多孔材料的研究[D];東北大學(xué);2008年

4 許文嬌;廢棄環(huán)氧樹(shù)脂再生技術(shù)及應(yīng)用研究[D];東華大學(xué);2011年

5 尹昌平;共注射RTM制備承載/隔熱/防熱一體化復(fù)合材料[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

6 康建立;銅基體上原位合成碳納米管（纖維）及其復(fù)合材料的性能[D];天津大學(xué);2009年

7 莊健;Cu/TiC復(fù)合材料的制備，，組織結(jié)構(gòu)及摩擦磨損行為[D];吉林大學(xué);2011年

8 韓相華;鐵基微粉/粘合劑復(fù)合材料的微波吸收性能研究[D];蘭州大學(xué);2010年

9 王寶來(lái);三維編織復(fù)合材料的力學(xué)性能和尺寸效應(yīng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

10 孟黎清;飛機(jī)蜂窩結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)沖擊下的破壞機(jī)理及吸收能量分配機(jī)制[D];太原理工大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 石品品;碳纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料的制備和性能研究[D];華東理工大學(xué);2012年

2 李國(guó)琴;泡沫來(lái)層復(fù)合材料的制備及其力學(xué)和阻燃性能的研究[D];東華大學(xué);2011年

3 尚寶月;風(fēng)機(jī)葉片用玄武巖纖維復(fù)合材料的改性研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2011年

4 蘇磊;氰酸酯樹(shù)脂基導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料的制備與研究[D];南京理工大學(xué);2012年

5 卜軍;含端乙煥基硅/氮樹(shù)脂及其復(fù)合材料的研究[D];華東理工大學(xué);2012年

6 沈艷萍;高介電常數(shù)氰酸酯基復(fù)合材料的研究[D];蘇州大學(xué);2011年

7 馮兆行;熱塑性纖維混雜紡織復(fù)合材料的研究[D];浙江理工大學(xué);2011年

8 蔡國(guó)鋒;竹粉/聚丙烯復(fù)合材料的研究[D];華東理工大學(xué);2012年

9 梁少旭;含孔隙復(fù)合材料的強(qiáng)度分析研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

10 趙書(shū)婧;復(fù)合材料熱壓罐固化變形及壓實(shí)過(guò)程分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2125563