基于形狀記憶聚合物的智能模具的設計與研究.pdf

1、形狀記憶聚合物(Shape Memory Polymer,SMP)是一種通過對其進行分子組合和改性,其形狀可隨外界條件發(fā)生改變的材料。在一定條件下改變形狀記憶聚合物的形態(tài)(從起始態(tài)賦形至變形態(tài))并固定后;當外部條件再次發(fā)生變化時,形狀記憶聚合物能夠以特定的方式和規(guī)律由變形態(tài)回復至起始態(tài)。從而,完成了“記憶起始態(tài)→固定變形態(tài)→恢復起始態(tài)”的變形循環(huán)。
　　本論文提出了一種以形狀記憶聚合物為材料的智能模具,它可以利用形狀記憶聚合物的記

2、憶性能、大回復變形性能來設計和制造模具,以便于應用于復雜形狀的結構件的設計和制造。與傳統(tǒng)模具相比形狀記憶聚合物的智能模具具有結構簡單、易于脫模和可重復使用等優(yōu)勢,在航天等多個領域有著廣泛的應用前景。
　　本論文根據(jù)形狀記憶聚合物的熱力學行為的三維本構方程,基于ABAQUS有限元的二次開發(fā),結合ABAQUS中的典型案例推導出了可應用于ABAQUS有限元軟件的熱力學本構方程,并且編寫了適用的UMAT子程序,對本文中設計的形狀記憶聚合物

3、模具的熱力學行為進行了分析模擬,得到了豐富的模擬結果,從理論上驗證了形狀記憶聚合物作為模具的可行性。
　　本論文通過在加熱條件下對薄壁圓管的變形,制備了瓶狀和進氣道兩種模具。論文還對模具的變形回復能力、回復精度、回復速率進行了研究,最終利用形狀記憶聚合物制作的兩種模具在一定條件下進行了纏繞實驗,并進行了脫模驗證,從實際角度證明了形狀記憶聚合物作為模具的可行性。
　　本文主要工作是對將形狀記憶聚合物作為模具的可行性研究,通過上