發(fā)布時(shí)間：2018-01-03 16:13

  本文關(guān)鍵詞：兩種動(dòng)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

  更多相關(guān)文章： 拉伸 三點(diǎn)彎 沖擊 摩擦磨損 水浸泡時(shí)間

【摘要】：生物經(jīng)過(guò)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(wú)可比擬的優(yōu)越性。穿山甲鱗片和烏龜殼都具有堅(jiān)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(duì)仿生材料的設(shè)計(jì)提供了可靠的實(shí)驗(yàn)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(duì)穿山甲鱗片和烏龜殼進(jìn)行表征;通過(guò)拉伸、三點(diǎn)彎曲、切向磨損和沖擊磨損實(shí)驗(yàn)考察了不同浸泡時(shí)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(guò)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(cè)手段對(duì)磨痕進(jìn)行分析,討論了在各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中水對(duì)試樣的作用。主要結(jié)論如下:1.研究了水浸泡時(shí)間對(duì)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(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)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(shí),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(duì)水浸泡條件不同試樣進(jìn)行切向磨損實(shí)驗(yàn),水浸沒(méi)環(huán)境時(shí),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(dòng)方向的角度,摩擦系數(shù)和磨損都存在差異。當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與紋路為90°時(shí),其摩擦系數(shù)及磨損都是最小,而角度為45°時(shí)最大。根據(jù)不同浸泡條件烏龜殼試樣的切向磨損實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)果表明,當(dāng)上試樣移動(dòng)速度相同時(shí),水浸沒(méi)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(shí)的試樣,而在相同環(huán)境下,上試樣運(yùn)動(dòng)速度越大,摩擦系數(shù)越高,磨損越嚴(yán)重。3.針對(duì)水浸泡時(shí)間不同的穿山甲鱗片和烏龜殼進(jìn)行沖擊磨損實(shí)驗(yàn),在相同的沖擊循環(huán)下,隨著試樣浸泡時(shí)間的增加,兩種材料的峰值接觸力均減小,而接觸時(shí)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(dòng)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(shí)間12小時(shí)試樣的吸收率最低為38.1%;而烏龜殼反彈速度/動(dòng)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(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1374628