基于热稳定性的树脂混凝土材料结构设计和性能研究

摘要

精密、超精密加工标志着一个国家制造领域的尖端技术水平,己成为当今世界各国进行科技乃至军备竞争的一个重要手段,这就要求加工设备具有极高的精度、动态稳定性和热稳定性。传统铸铁材料越来越不能满足这些要求。因此,急需寻找一种力学性能符合要求且热稳定性优异的材料。　　鉴于树脂混凝土一般具有较好的力学性能,优秀的热稳定性和优异的吸振性,此种材料非常适用于制造超精密机床床身构件。本文对树脂混凝土材料的组成成分、骨料级配、材料试样制备、性能测试、颗粒堆积模型、性能的有限元分析等方面进行了详细论述。　　首先,本文对骨料、填料和树脂粘接剂等成分进行了详细地分析、对比和选择。其次,本文对决定树脂混凝土材料性能的骨料级配问题进行了深入研究,首次将各级内骨料颗粒的粒径分布引入级配理论,并建立了基于Dinger-Funk方程的骨料级配数学优化模型。通过求解该模型,得到了精度更高的级配结果。再次,本文根据所得的级配结果进行了树脂混凝土试样的制备,并对其进行了性能测试,还总结了一些制备工艺上的经验。最后,本文运用 Matlab数学软件建立了2D和3D树脂混凝土骨料颗粒堆积模型,并运用Ansys有限元分析软件对其性能进行了模拟和分析。　　本文的骨料级配数学优化模型填补了用于制造机床构件的树脂混凝土骨料级配的理论空白。树脂混凝土试样的制备和性能测试也为后续研究留下了参考依据。骨料堆积模型中骨料更加密集,分析结果也更加精确。

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第一章 绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2树脂混凝土床身国内外研究现状

1.3本文的主要内容和结构安排

第二章 树脂混凝土成分和性能概述

2.1树脂混凝土定义和成分

2.2树脂混凝土性能概述

2.3本章小结

第三章 颗粒堆积与级配理论

3.1颗粒堆积与级配理论概述

3.2经典连续级配理论应用于制备树脂混凝土床身时的不足

3.3基于经典连续尺寸级配曲线的数学优化算法

3.4本章小结

第四章 树脂混凝土的试样制备和性能测试

4.1原料选择

4.2待测性能和测试仪器

4.3树脂混凝土的试样制备及性能测试

4.4本章小结

第五章 树脂混凝土的堆积模型和性能模拟

5.1颗粒堆积模型简介

5.2树脂混凝土的3D颗粒堆积模型

5.3树脂混凝土的2D颗粒堆积模型

5.4树脂混凝土模型的Ansys性能分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢