發(fā)布時間：2018-01-03 16:13

  本文關(guān)鍵詞：兩種動物硬質(zhì)鱗片的切向及沖擊磨損行為研究　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：生物經(jīng)過自然界的優(yōu)勝劣汰和進(jìn)化,天然生物材料更是具備著無可比擬的優(yōu)越性。穿山甲鱗片和烏龜殼都具有堅硬的特性,能夠保護(hù)內(nèi)部軟組織不受傷害。研究天然生物材料的力學(xué)等性能,對仿生材料的設(shè)計提供了可靠的實驗依據(jù),具有一定的指導(dǎo)意義。本文利用物理化學(xué)分析設(shè)備X衍射光譜、紅外光譜、DMA、硬度儀、掃描電子顯微鏡對穿山甲鱗片和烏龜殼進(jìn)行表征;通過拉伸、三點彎曲、切向磨損和沖擊磨損實驗考察了不同浸泡時間鱗片和龜殼試樣的力學(xué)性能、切向磨損和沖擊磨損性能;通過光學(xué)顯微鏡、三維輪廓儀、掃描電子顯微鏡等材料學(xué)檢測手段對磨痕進(jìn)行分析,討論了在各項實驗中水對試樣的作用。主要結(jié)論如下:1.研究了水浸泡時間對穿山甲鱗片和烏龜殼試樣力學(xué)性能的影。隨著試樣含水量的增加,試樣的拉伸強(qiáng)度降低。未浸泡試樣的拉伸強(qiáng)度最大,穿山甲鱗片試樣的最大拉伸強(qiáng)度為81.6MPa,最小值為60.2MPa。龜殼試樣的最大拉伸強(qiáng)度為23.4MPa,最小強(qiáng)度為13MPa。在三點彎曲實驗中,隨著試樣含水量的增加,試樣的最大彎曲側(cè)向力逐漸降低,并且經(jīng)水浸泡的試樣在側(cè)向力達(dá)到最大值時,仍處于抵抗斷裂狀態(tài),未斷裂。穿山甲鱗片試樣的最大彎曲側(cè)向力為117N,而最小彎曲側(cè)向力為60N。龜殼試樣最大彎曲側(cè)向力為7.9N,最小為3.8N,最大值比最小值高一倍。2.對水浸泡條件不同試樣進(jìn)行切向磨損實驗,水浸沒環(huán)境時,穿山甲鱗片試樣的摩擦系數(shù)最小,磨損較輕。而改變穿山甲鱗片紋路與上試樣移動方向的角度,摩擦系數(shù)和磨損都存在差異。當(dāng)運動方向與紋路為90°時,其摩擦系數(shù)及磨損都是最小,而角度為45°時最大。根據(jù)不同浸泡條件烏龜殼試樣的切向磨損實驗數(shù)據(jù),結(jié)果表明,當(dāng)上試樣移動速度相同時,水浸沒條件下試樣的摩擦系數(shù)最低,未浸泡試樣摩擦系數(shù)最高,而在1400s后,摩擦系數(shù)最低的為浸泡24小時的試樣,而在相同環(huán)境下,上試樣運動速度越大,摩擦系數(shù)越高,磨損越嚴(yán)重。3.針對水浸泡時間不同的穿山甲鱗片和烏龜殼進(jìn)行沖擊磨損實驗,在相同的沖擊循環(huán)下,隨著試樣浸泡時間的增加,兩種材料的峰值接觸力均減小,而接觸時間均增加。但能量響應(yīng)則有不同,據(jù)能量響應(yīng)曲線分析,穿山甲鱗片反彈速度/動能、吸收能和吸收率隨試樣含水量增加先降低后升高,其中浸泡時間12小時試樣的吸收率最低為38.1%;而烏龜殼反彈速度/動能、吸收能和吸收率隨試樣含水量增加而升高,其中未浸泡試樣的吸收率最低為37%。在不同沖擊初始能下,隨著初始沖擊能的增加,兩種材料的接觸峰值力、反彈速度/動能和吸收率均增加。
[Abstract]:In this paper , the mechanical properties , tangential wear and impact wear properties of scales and shell samples were studied by using X - ray diffraction spectrum , infrared spectrum , DMA , hardness tester and scanning electron microscope . 3 . Under the same impact cycle , the peak contact force of the two materials decreases with the increase of the soaking time of the sample . However , the absorption rate of the two materials increases with the increase of the water content of the sample . However , with the increase of the initial impact energy , the contact peak force , the rebound velocity / kinetic energy and the absorption rate of the two materials are increased with the increase of the initial impact energy .

【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1374628