木塑复合材料力学性能影响因素的研究

摘要

木塑复合材料的形成过程是一个多因素复杂的过程，加工因素的选取与设定直接决定着材料力学性能的好坏。通过研究加工因素与力学性能指标之间的关系，则可根据木塑复合材料力学性能的要求，优化选取和设定工艺参数。
　　本文以木塑复合材料加工试验为先导，进行相关力学性能试验，并在此基础上通过对加工因素及力学性能数据处理和分析，探索加工因素对材料力学性能的影响并建立木塑复合材力学性能指标的预测模型，从而保证了分析结果的准确性。
　　本文选择螺杆转速、造粒温度、偶联剂含量、木粉含量作为影响力学性能指标的加工因素，按照正交试验方案采用挤出成型两步工艺法制取了不同工艺参数条件下的木塑复合材料，并在无损检测纵向共振和表面波传播理论的基础上，利用FFT无损检测分析仪获取了木塑复合材料的纵向共振弹性模量和表面波传播剪切模量。利用灰色关联分析和加权灰色关联分析两种方法，分别对木塑复合材料的加工因素进行优势分析，得到了木塑复合材料加工因素对力学性能指标影响程度的顺序。同时，在灰色理论知识的基础上结合神经网络，建立了GNNM(1，N)灰色神经网络组合预测模型，以木塑复合材料加工因素作为模型输入量，力学性能指标作为输出量，通过该组合模型对不同加工工艺参数条件下试件的力学性能进行拟合与预测，并根据拟合和预测结果分析确定所建立的预测模型具有良好的预测精度。
　　本论文的研究有助于木塑复合材料力学性能指标提高的工艺参数优化，能够为木塑复合材的复合方式和工艺参数的优化选择提供理论依据。本文所采用的分析和预测方法是针对作为铺板用的木塑复合材料，如果将这些理论进行推广，则可对其它结构的木塑复合材料力学性能的改善提供一定的理论依据，具有广泛的学术价值。

目录

摘要

1 绪论

1．1 论文背景

1．2 木塑复合材料加工工艺与加工设备

1．2．1 木塑复合材料加工工艺

1．2．2 木塑复合材料加工设备

1．3 木塑复合材料研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 木塑复合材料的应用

1．5 本文研究的意义

1．6 本文研究的主要内容

2 木塑复合材料加工及力学性能无损检测

2．1 木塑复合材料加工试验设计

2．1．1 正交试验设计

2．1．2 木塑复合材料正交试验因素与水平的选择

2．1．3 木塑复合材料加工试验方案的确定

2．2 木塑复合材料加工试验

2．2．1 木塑复合材料加工试验材料

2．2．2 木塑复合材料加工试验设备

2．2．3 原料预处理

2．2．4 木塑复合材料成型加工

2．3 木塑复合材料力学性能无损检测

2．3．1 无损检测

2．3．2 无损检测理论

2．3．3 木塑复合材料力学性能无损检测结果

2．4 本章小结

3 木塑复合材料加工因素关联分析

3．1 灰色关联分析基本理论

3．2 灰色系统的生成函数

3．2．1 累加生成

3．2．2 累减生成

3．2．3 初值化

3．3 木塑复合材料加工因素灰色关联分析

3．3．1 灰色关联分析

3．3．2 木塑复合材料加工因素的关联度计算与分析

3．4 木塑复合材料加工因素加权灰色关联分析

3．4．1 加权灰色关联分析

3．4．2 权重的确定

3．4．3 木塑复合材料加工因素的加权关联度计算与分析

3．5 两种分析方法比较

3．6 本章小结

4 木塑复合材料力学性能预测

4．1 灰色理论与神经网络的组合预测

4．1．1 组合预测

4．1．2 灰色理论与神经网络的融合

4．2 木塑复合材料灰色神经网络组合预测模型

4．2．1 GM(1，N)模型

4．2．2 BP神经网络模型

4．2．3 GNNM(1，N)灰色神经网络组合模型

4．2．4 预测模型精度检验

4．3 木塑复合材料力学性能灰色神经网络预测

4．3．1 木塑复合材料力学性能拟合结果与精度分析

4．3．2 木塑复合材料力学性能预测结果与精度分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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