【摘要】：空心微點(diǎn)陣材料是一種具有超輕、超剛、超強(qiáng)、超吸能等優(yōu)越性能的新型超材料。然而,目前該材料仍處于實(shí)驗(yàn)室研制階段,其比強(qiáng)度和等效彈性模量力學(xué)性能與其理想值還有較大差距。開發(fā)空心微點(diǎn)陣材料制備的關(guān)鍵技術(shù),試驗(yàn)研究該材料的破壞過程,結(jié)合有限元模擬分析揭示其破壞機(jī)理,并從制造備工藝和微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩方面對材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),從而提高材料的力學(xué)性能,具有重大意義。本文首先對空心微點(diǎn)陣材料的多種制備工藝進(jìn)行對比研究,開發(fā)了一套以光固化成型(SLA)技術(shù)、化學(xué)鍍層工藝為核心的完整的空心微點(diǎn)陣材料制備流程。然后對制造的樣品進(jìn)行原位壓縮試驗(yàn)測試,并構(gòu)建有限元分析模型對材料的壓縮破壞過程進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)合實(shí)驗(yàn)測試和數(shù)值模擬的分析結(jié)果,研究了鎳空心微點(diǎn)陣材料的壓縮性能,分析了不同鍍層材料、不同鍍層厚度、不同鍍層工藝對材料性能的影響。結(jié)合顯微鏡觀測和模型應(yīng)力云圖分析,對空心微點(diǎn)陣材料壓縮過程中的變形過程和破壞機(jī)理進(jìn)行了研究,確定影響材料性能的關(guān)鍵微結(jié)構(gòu)特征。研究發(fā)現(xiàn)基于現(xiàn)有工藝制備的空心微點(diǎn)陣材料能夠?qū)崿F(xiàn)壓至80%變形前應(yīng)力基本保持恒定,但比強(qiáng)度仍有不足。鍍層厚度對靜態(tài)壓縮下材料的破壞機(jī)理和應(yīng)力應(yīng)變曲線有顯著影響。鍍層質(zhì)量和微結(jié)構(gòu)特征是影響空心微點(diǎn)陣材料性能的兩個(gè)關(guān)鍵因素。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB34
【圖文】：

研究方法流程框圖

工藝流程框圖

(a)Form 2 打印機(jī) (b)支架和底座拆除前后試件圖 2-3 打印機(jī)及打印試件研究中打印耗材使用了 Formlabs 公司生產(chǎn)的白色光敏樹脂(White)、韌

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2771987