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海上撤离系统基布力学特性及构件加工工艺的研究
| 论文题名： | 海上撤离系统基布力学特性及构件加工工艺的研究 |
| 关键词： | 船舶救生设备;海上撤离系统;复合纤维布料;力学性能;加工工艺 |
| 摘要： | 海上撤离系统用于在发生海难事故时，为客轮乘客或者军舰船员提供一种能够快速且安全撤离的救生设备，而TPU复合纤维布料是制作撤离系统的理想材料之一。由于TPU复合纤维布料力学性能的复杂性，使得撤离系统构件在制作与装配过程中存在一定的难度，所以本文对撤离系统构件的加工工艺及布料的力学特性进行研究，在撤离系统以及气肋膜充气设备的实际应用中具有重要价值。本文主要研究内容如下： (1)从细观构型的角度对TPU复合布料的组成方式进行研究。以TPU复合纤维布料为研究对象，从细观—宏观的方式对布料的组成成分进行研究，得到了布料内各个纤维束与聚氨酯涂层的贴合方式，为布料的力学特性的研究与预测奠定了基础。 (2)TUP复合纤维布料超弹—粘弹模型的研究。本文建立了一种超弹—粘性本构模型来表示TPU纤维复合布料在大变形下的力学性能，将TPU复合材料的本构模型分为超弹性和粘弹性两部分。超弹性部分基于均匀介质理论，构建了材料超弹性模型，粘弹性部分通过prony级函数构建。同时通过设计布料的单轴拉伸试验以及定载荷与定位移试验，从布料的纤维束的强度到整体布料进行力学试验，得出纤维束与布料在不同工况下的应力-应变关系，验证了超弹—粘弹模型的准确性。 (3)对气肋膜构件的加工工艺进行研究。对气肋膜的加工工艺进行广泛的调查研究，得出胶粘方式与缝合方式的适用性与优越性。并通过设计胶粘方式的单轴拉伸试验，分析了在胶粘的工艺下，粘接面积对强度的影响，讨论了在撤离系统中粘接性能的可靠性与适用性。同时，对TPU复合纤维布料缝合性能进行研究。制定了缝合强度拉伸试验，主要分析线性、线距以及针距对拉伸强度的影响，得出了缝合强度的破坏方式及其影响因素，确定了缝合方式的适用性。 (4)采用胶粘工艺制作气肋膜气囊，对气囊进行极限压强测试验证了胶粘的合理性。基于TPU复合纤维布料粘弹性性质，用胶粘工艺制成的气囊，通过气体状态方程建立了压强初步预估模型，对气囊进行保压试验，验证压强衰减模型的准确性。在冲压过程中，对气囊的各个参数进行测量，压强变化对气囊外形的影响，得到了气囊随压强变化而变化的实验数据。 |
| 作者： | 薛厚庆 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 孙长乐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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