杨木-氧化铋复合材料黏弹性表征与数值模拟
秦依婷1
闫锦2
张立强1
罗红1
吴庆定1
余剑武3
谢志杰1
张宗浩1
1.中南林业科技大学 湖南省林业装备工程技术研究中心,湖南 长沙 4100042.长沙工业学院机电工程学院,湖南长沙 4102003.湖南大学机械与运载工程学院,湖南长沙 410082
摘要：[目的]研究杨木加工残渣粉与氧化铋复合材料的组成对黏弹性的影响,实现杨木-氧化铋复合材料在家具工程等领域的应用.[方法]采用温压成形法将杨木残渣粉与氧化铋粉末相混合,制备不同粒径杨木粉的杨木-氧化铋复合材料;对复合材料进行恒载压缩蠕变实验,记录实时蠕变位移,根据应力-应变关系计算杨木-氧化铋复合材料的弹性模量;基于线性黏弹性理论计算复合材料的剪切松弛模量,采用广义Maxwell模型建立复合材料的黏弹性模型,利用优化软件1stOpt对弹性松弛模量进行最优拟合,并结合MSC Marc软件进行数值模拟,得出实时蠕变位移的数值模拟结果,并对实验结果与数值模拟结果的一致性进行评估.[结果]不同粒径杨木粉的杨木-氧化铋复合材料表现出不同的蠕变行为,具有明显的黏弹性特征,调整不同粒径杨木粉的比例,可改善复合材料的抗蠕变性能,当粒径不超过425 μm与粒径不超过180 μm的杨木粉的质量比为1∶1时,抗蠕变性能最佳;压缩蠕变实验结果与MSC Marc软件数值模拟结果一致,表明短期蠕变实验数据可以预测复合材料的长期蠕变.[结论]杨木-氧化铋复合材料具有较高的抗蠕变性能和明显的黏弹性特征,在建筑和家具工程领域有较大潜力;短期蠕变实验数据可以预测长期蠕变,为评价该复合材料的使用性能提供可靠途径.
关键词：杨木-氧化铋复合材料黏弹性压缩蠕变温压成形
分类号：TB44(工业通用技术与设备)
资助基金：国家自然科学基金(52205508)湖南省自然科学基金区域联合基金项目(024JJ7640)长沙市自然科学基金项目(kq2202288、kq2202289)
论文发表日期：2025-05-01
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 122-130 )
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