基于聚合物薄板內(nèi)應(yīng)力快速測量的相對聲速系數(shù)法的研究.pdf

1、汽車檔風(fēng)玻璃、飛機(jī)兩側(cè)窗戶、宇航員的頭盔防護(hù)罩等均采用聚合物薄板制品，其制品表面光潔度、尺寸精度、表面內(nèi)應(yīng)力等成為影響使用壽命和光學(xué)、力學(xué)性能的主要因素。表面光潔度及尺寸精度均可以通過相應(yīng)的檢測手段實(shí)現(xiàn)精確測量，并可以通過改變模具加工精度、改善工藝配方、提高控制工藝參數(shù)精度等方法達(dá)到要求。本文基于聲彈性理論結(jié)合聚合物薄板制品的結(jié)構(gòu)特性，對瑞利波測量聚合物薄板內(nèi)應(yīng)力的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了研究。通過理論推導(dǎo)提出可以快速、精確、定性地實(shí)現(xiàn)聚合物薄板

2、內(nèi)應(yīng)力測量的相對聲系數(shù)法，相對聲速系數(shù)法可以有效地避免難以測量的聲彈性系數(shù)測量。通過構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立了基于聲速變化的內(nèi)應(yīng)力測量模型。可以有效地對聚合物薄板內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行快速、精確、定性的測量。對改善工藝條件，降低成型過程聚合物薄板內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，提供了有利保證。論文主要工作如下:
　　1、綜合分析了瑞利波傳播的特性及應(yīng)用，研究了平面應(yīng)力狀態(tài)下的瑞利波傳播聲速和聚合物薄板內(nèi)應(yīng)力之間的對應(yīng)關(guān)系?；?/p>

3、聲彈性理論基礎(chǔ)提出了相對聲速系數(shù)法，通過相對聲速系數(shù)建立了聚合物薄板內(nèi)應(yīng)力與瑞利波聲速之間的關(guān)系，避開了難以測量的聲彈性系數(shù)，為瑞利波快速測量聚合物薄板內(nèi)應(yīng)力的分布提供了理論基礎(chǔ)。
　　2、瑞利波測量聚合物薄板內(nèi)應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)平臺的搭建:基于相對聲速系數(shù)法研制開發(fā)了一套瑞利波測量系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)瑞利波的發(fā)射和接收;在瑞利波測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研制了基于差分法原理精確測量探頭距離的伺服驅(qū)動裝置，以及基于相對聲速系數(shù)測量的標(biāo)定裝置。
　　

4、3、基于上述搭建的實(shí)驗(yàn)平臺，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了相對聲速系數(shù)法的可行性:通過實(shí)驗(yàn)確定聚碳酸酯薄板無內(nèi)應(yīng)力時(shí)瑞利波傳播聲速;聚碳酸酯薄板拉伸時(shí)，瑞利波傳播方向與拉伸應(yīng)力方向平行或垂直的相對聲速系數(shù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;Moldflow模擬的內(nèi)應(yīng)力分布與實(shí)驗(yàn)測量的內(nèi)應(yīng)力分布對比分析，確定相對聲速系數(shù)法的準(zhǔn)確性.
　　4、根據(jù)內(nèi)應(yīng)力與瑞利波傳播聲速的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了基于瑞利波傳播聲速的聚合物薄板內(nèi)應(yīng)力的軟測量模型。最后將測量模型嵌入到瑞利波波測量系統(tǒng)中