基于ABAQUS的环氧基形状记忆聚合物铰链设计与优化开题报告

 2023-07-03 09:14:05

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

文 献 综 述第一章 绪论1.1 形状记忆聚合物及其原理形状记忆聚合物(shape memory polymer,SMP)是集驱动和承载为一体的多功能智能材料。

其显著特征是具有形状记忆性能,即其初始形状可以在设定的外界条件下改变为临时形状,当以预定的方式再次改变外部环境时,临时形状又恢复至初始形状,实现了记忆初始形状固定临时形状恢复初始形状的形状记忆过程。

以热致型SMP为例,如图1-1,其形状记忆过程包括4个步骤:①温度高于玻璃化转变温度 时,对SMP施加预变形 ,使其改变为临时形状;②保持约束,降温至 以下;③释放约束,在释放瞬间有部分变形 恢复,其余部分变形则被临时固定,因此形状固定率为 ;④升温至 以上,在第③步中除 以外被临时固定的变形发生恢复。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

(1)本课题要研究或解决的问题本课题计划通过数值仿真的方法建立形状记忆聚合物铰链模型,并分析其在工作状态下的力学行为,研究并优化其力学性能,并最终得到合理的形状记忆聚合物铰链结构设计。

(2)本课题拟采用的研究手段本课题打算采用有限元软件ABAQUS,基于该软件中已有的热粘弹性模块,对形状记忆聚合物铰链进行建模仿真,研究相应结构参数的形状记忆聚合物铰链的力学性能,并优化确定合理的铰链结构。

软件仿真中的材料选用基于环氧树脂改性得到的形状记忆聚合物,该材料结构稳定、力学性能良好、形状记忆效应优秀,国内外学者已对此类材料进行过大量的实验研究,文献中有较多的实验数据可以参考。

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