竹塑復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計及性能研究.pdf

1、竹塑復(fù)合材料作為一種性能優(yōu)異的新型環(huán)保材料，在建筑、包裝、汽車工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本論文以竹塑復(fù)合材料的配方、截面結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化以及芯-殼結(jié)構(gòu)竹塑復(fù)合材料設(shè)計為主要研究對象，以探索竹塑復(fù)合材料制品的截面結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法及其與使用性能的關(guān)系為目標(biāo)，構(gòu)建了竹塑復(fù)合材料制品承載力學(xué)分析模型，并通過理論計算、有限元模擬和實驗驗證相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地研究了截面芯孔的形狀、數(shù)量、尺寸、殼層結(jié)構(gòu)等因素對竹塑復(fù)合材料整體承載能力和抗變形能力的影響，

2、形成了具有芯-殼結(jié)構(gòu)的竹塑復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能控制的新方法，并能定量指導(dǎo)相關(guān)制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計。主要研究工作如下:
　　1.分析了竹粉的粒徑、含量及界面改性劑對竹粉/HDPE復(fù)合材料力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響，確定了綜合性能較優(yōu)異的竹粉/HDPE復(fù)合材料配方，量化了竹粉/HDPE復(fù)合材料的基本力學(xué)設(shè)計參數(shù)。
　　2.運用材料力學(xué)的相關(guān)理論分析，構(gòu)建了竹塑復(fù)合材料截面形狀結(jié)構(gòu)的承載力學(xué)理論計算模型，并通過有限元模擬和理論計算相結(jié)

3、合的方法，詳細(xì)研究了截面芯孔的形狀、數(shù)量和尺寸對材料整體承載能力和抗變形能力的影響關(guān)系，并通過實驗研究，驗證了地板截面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法，得到了綜合性能較優(yōu)的竹塑復(fù)合材料芯層截面結(jié)構(gòu)形狀。
　　3.在綜合性能較優(yōu)的竹塑復(fù)合材料配方和截面形狀結(jié)構(gòu)的前提下，通過殼層材料的設(shè)計，有限元模擬分析研究了芯-殼結(jié)構(gòu)對竹塑復(fù)合材料整體承載能力和彎曲強度的影響，并分別選取HDPE、纖維增強HDPE和納米增強HDPE三種不同的殼層材料，成功制備了具