关键词:
杨木-氧化铋复合材料
黏弹性
压缩蠕变
温压成形
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MSCMarc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425μm与粒径不超过180μm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MSCMarc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。