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木塑板力学性能试验研究与分析
木​塑​板​力​学​性​能​试​验​研​究​与​分​析
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木塑复合材料产品设计方法与应用研究
【摘要】:木塑复合材料作为一种新颖并具有独特优良性能的材料,其产品在现实条件中形态和结构也各不相同。目前对产品设计形态和结构方面的研究一般仅限于宽泛的通用产品,针对某种新材料的具体产品的设计方法和应用研究鲜有涉及。木塑产品在当下国内的市场还没被广泛拓展,对木塑复合材料的研究绝大部分是从材料学的角度进行,而针对木塑这一具体材料的产品设计研究相对较少。然而,木塑产品设计方法研究是木塑产品研究与实际应用的主要程序,因此,从产品设计的角度,结合产品实例探讨适合木塑复合材料特点的产品设计的一般方法和思路,对将木塑这种环保材料更好和更广泛的应用于实际中有着巨大的推动作用。
本文以木塑复合材料产品设计为主要研究内容展开。
首先充分研究了木塑这一绿色环保材料的相关知识,着重研究了其与产品设计密切相关的材料性能和加工方式,这就为木塑产品设计提供了详细准确的资料信息。
其次,熟悉和思考产品设计程序与方法、绿色设计理念及材料在产品设计中的应用等产品设计理论与应用的知识,为木塑产品设计奠定理论基础。
再次,以木塑复合材料砧板、托盘和大棚骨架产品为例,由结构单一的简单产品到组合结构的复杂产品,分析产品的特点和功能,结合木塑复合材料的特性和加工工艺,利用三维建模及有限元分析软件Pro/E对这几类产品进行外观和结构的改进和再设计,使设计的木塑产品在符合使用要求的前提下降低加工和原料成本。
最后,通过木塑产品设计的过程总结并提炼出一套适合木塑这一环保新材料的产品设计思维与方法,从而为木塑产品的设计、实际生产和应用开拓更广阔的天地,同时也为其它新材料的产品设计提供了借鉴和参考。这样就很大程度上减少了因产品设计不合理而引起的损失,大大缩短了产品设计时间,也节约产品原材料,降低了产品的生产和使用成本。更重要的是使木塑环保类产品的应用范围更加广泛,带来良好的经济效益、生态效益和社会效益。
木塑产品设计方法的研究和应用可使木塑复合材料更广泛的被生产企业和消费者所认可,从而更快的投入到实际生产和应用中,其意义不仅是将传统观念中的废旧垃圾变成富有技术含量的成品,使产品在设计、生产、安装、使用等方面占据了适应现代化工业大生产的独特优势,而且从生态设计的角度讲,对环境保护和建设节约型社会都具有深远和有益的影响。
【关键词】:
【学位授予单位】:陕西科技大学【学位级别】:硕士【学位授予年份】:2012【分类号】:TB472【目录】:
摘要5-7ABSTRACT7-121 绪论12-18 1.1 概述12 1.2 研究背景、目的与意义12-13
1.2.1 研究背景12
1.2.2 研究目的与意义12-13 1.3 国内外研究与应用现状13-16
1.3.1 国外研究与应用现状13-14
1.3.2 国内研究与应用现状14-16 1.4 研究内容16-182 木塑复合材料及其产品18-28 2.1 木塑复合材料简介及特点18
2.1.1 木塑复合材料简介18
2.1.2 木塑复合材料的特点18 2.2 木塑复合材料的成分18-20
2.2.1 塑料原料18-19
2.2.2 木材及农业植物纤维原料19
2.2.3 偶联剂19-20
2.2.4 添加剂20 2.3 木塑复合材料及其制品的加工20-22
2.3.1 木塑复合材料的挤出成型20-21
2.3.2 木塑复合材料的注塑成型21
2.3.3 木塑复合材料的热压成型21
2.3.4 木塑复合材料的模压成型21-22
2.3.5 木塑制品的加工22 2.4 木塑复合材料的性能22-24
2.4.1 WPC 材料的一般物理力学性能22-23
2.4.2 WPC 的耐老化性能23-24
2.4.3 WPC 的蠕变性能24 2.5 木塑复合材料产品24-26
2.5.1 建筑产品24-25
2.5.2 包装物流产品25-26
2.5.3 汽车工业产品26
2.5.4 其他制品26 2.6 木塑复合材料及其产品的市场前景26-27 2.7 本章小结27-283 现代产品设计与分析28-36 3.1 产品设计的程序与方法28-30
3.1.1 产品设计程序28-29
3.1.2 产品设计方法29-30 3.2 绿色设计30-31
3.2.1 绿色产品设计的含义30
3.2.2 绿色产品设计的内容30-31
3.2.3 产品设计师的作用31 3.3 材料与产品设计31-33
3.3.1 材料与产品设计的关系32
3.3.2 新材料在产品设计中的应用32-33 3.4 基于 Pro/E 的产品设计与分析33-34
3.4.1 Pro/E 的主要特性33-34
3.4.2 基于 Pro/E 的产品设计34
3.4.3 基于 Pro/MECHANICA 的产品结构分析与优化34 3.5 本章小结34-364 木塑复合材料产品设计实践36-74 4.1 木塑砧板的设计36-41
4.1.1 砧板简介36
4.1.2 常见砧板的特点36-37
4.1.3 砧板性能要求37
4.1.4 木塑砧板的特点37
4.1.5 木塑砧板设计37-40
4.1.6 木塑砧板设计小结40-41 4.2 木塑托盘设计41-55
4.2.1 托盘简介41
4.2.2 木塑复合材料托盘的特点41
4.2.3 木塑复合材料托盘木塑托盘承载性能要求及影响因素分析41-42
4.2.4 木塑托盘的结构设计及力学模拟分析流程42-44
4.2.5 木塑托盘的结构设计及力学分析演示44-55
4.2.6 木塑托盘设计小结55 4.3 木塑大棚骨架设计55-69
4.3.1 大棚骨架简述55-56
4.3.2 不同材料的大棚骨架特点56
4.3.3 大棚骨架的结构分析56-57
4.3.4 大棚骨架的结构设计步骤57-58
4.3.5 大棚骨架构件的截面设计58-59
4.3.6 大棚骨架拱杆的设计与分析59-63
4.3.7 大棚骨架立柱的设计与分析63-64
4.3.8 大棚骨架的整体设计与分析64-69
4.3.9 新型木塑大棚骨架的设计总结69 4.4 木塑产品设计方法总结69-72 4.5 本章小结72-745 总结与展望74-78 5.1 总结74-75 5.2 展望75-78致谢78-80参考文献80-83攻读硕士学位期间发表的论文和获得的专利83-84
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