钢纤维聚合物混凝土机床基础件设计与制造

第1章 绪论 1

1.1 研究钢纤维聚合物混凝土机床基础件的意义 1

1.2 钢纤维聚合物混凝土机床基础件研究现状 3

1.2.1 国外研究现状 3

1.2.2 国内研究现状 4

1.3 本书的主要内容 5

第2章 钢纤维聚合物混凝土材料设计及性能分析 7

2.1 机床基础件结构材料应具备的特点 7

2.2 钢纤维聚合物混凝土材料组分的确定 8

2.2.1 骨料 8

2.2.2 填料 9

2.2.3 黏结剂 9

2.2.4 固化剂 10

2.2.5 稀释剂 10

2.2.6 增韧剂 11

2.2.7 聚合物混凝土材料的配比 11

2.3 钢纤维的选择 11

2.4 钢纤维聚合物混凝土的纤维质量浓度和长径比的确定 12

2.4.1 纤维质量浓度和长径比对钢纤维聚合物混凝土静态性能的影响 13

2.4.2 根据静态力学性能确定钢纤维聚合物混凝土纤维质量浓度和长径比 25

2.4.3 纤维质量浓度和长径比对钢纤维聚合物混凝土动态性能的影响 27

2.5 钢纤维聚合物混凝土热态性能参数测试 30

2.5.1 比热容的测试 30

2.5.2 热膨胀系数的测试 31

2.6 钢纤维聚合物混凝土的主要物理和化学性能 33

2.6.1 密度 34

2.6.2 吸水率 34

2.6.3 抗老化性能 35

2.6.4 耐乳化液试验 35

2.6.5 耐腐蚀性能 36

2.7 本章小结 36

第3章 钢纤维聚合物混凝土的界面应力传递 38

3.1 界面的形成机理 38

3.2 纵向拉伸应力传递的剪滞法 39

3.3 纵向拉伸应力的传递——剪切滑移 44

3.4 压力作用下横向钢纤维与基体间的应力传递 49

3.5 钢纤维聚合物混凝土的界面黏结性 54

3.6 本章小结 57

第4章 钢纤维聚合物混凝土的增强机理 59

4.1 理想钢纤维聚合物混凝土的应力与弹性模量 59

4.2 钢纤维不连续性对理想模型的影响 60

4.3 钢纤维乱向的理论模式 64

4.3.1 乱向短纤维的方向有效系数 64

4.3.2 钢纤维聚合物混凝土中钢纤维的有效系数 66

4.3.3 钢纤维聚合物混凝土的抗拉强度和弹性模量 67

4.4 钢纤维聚合物混凝土的临界体积率 67

4.5 钢纤维聚合物混凝土强度极限和弹性模量公式的进一步修正 69

4.6 本章小结 70

第5章 基于损伤理论的钢纤维聚合物混凝土本构关系 72

5.1 损伤本构模型发展 72

5.2 损伤本构理论的热力学基础 73

5.3 钢纤维聚合物混凝土单轴受力下的脆弹性损伤本构模型 76

5.4 钢纤维聚合物混凝土抗弯性能分析 80

5.4.1 钢纤维聚合物混凝土基体刚阵 80

5.4.2 钢纤维刚阵 81

5.4.3 抗弯损伤本构方程的建立 82

5.5 本章小结 85

第6章 材料的阻尼和热变形机理分析与建模 86

6.1 钢纤维聚合物混凝土的阻尼机理分析与建模 86

6.1.1 聚合物混凝土的阻尼 87

6.1.2 聚合树脂的阻尼 88

6.1.3 填料对阻尼的作用机理 91

6.1.4 钢纤维对阻尼的作用机理 92

6.1.5 界面对阻尼的作用机理 92

6.2 钢纤维聚合物混凝土的热变形理论分析与建模 97

6.2.1 钢纤维聚合物混凝土的热变形系数简化模型 97

6.2.2 钢纤维聚合物混凝土的热变形性能的影响因素 99

6.2.3 钢纤维聚合物混凝土的热变形系数的预测 101

6.3 本章小结 103

第7章 钢纤维聚合物混凝土机床基础件结构设计与制造 105

7.1 钢纤维聚合物混凝土机床基础件结构设计 105

7.1.1 钢纤维聚合物混凝土机床基础件总体设计 105

7.1.2 钢纤维聚合物混凝土机床基础件预埋件的设计 108

7.1.3 钢纤维聚合物混凝土机床基础件设计实例 109

7.2 钢纤维聚合物混凝土机床基础件的制造 113

7.2.1 钢纤维聚合物混凝土机床基础件制造工艺流程 113

7.2.2 钢纤维聚合物混凝土机床基础件制造实例 115

7.2.3 钢纤维聚合物混凝土机床床身导轨几何精度保持性实验 119

7.3 本章小结 122

第8章 钢纤维聚合物混凝土机床床身的性能分析 123

8.1 钢纤维聚合物混凝土机床床身的静态性能分析 123

8.1.1 钢纤维聚合物混凝土机床床身的静力分析 123

8.1.2 钢纤维聚合物混凝土机床床身的静刚度分析 125

8.2 钢纤维聚合物混凝土机床床身的动态性能分析 130

8.2.1 钢纤维聚合物混凝土机床床身动态性能的有限元分析 130

8.2.2 钢纤维聚合物混凝土机床床身动态性能的实物测试分析 135

8.3 钢纤维聚合物混凝土机床基础件的热稳定性分析 138

8.3.1 机床基础件的热源 138

8.3.2 机床工作过程的温度场 139

8.3.3 机床基础件工作时的热变形 141

8.3.4 钢纤维聚合物混凝土机床床身的热态性能有限元模拟分析 144

8.3.5 钢纤维聚合物混凝土机床床身的热刚度分析 151

8.4 本章小结 152

第9章 材料的搅拌机理及其装备设计 153

9.1 混凝土的振动搅拌任务 153

9.2 混凝土普通搅拌的局限性 154

9.3 振动搅拌技术国内外研究现状 156

9.4 振动搅拌技术在钢纤维聚合物混凝土生产中的应用 160

9.4.1 振动搅拌的机理 160

9.4.2 振动作用下钢纤维聚合物混凝土的流变特性 160

9.4.3 钢纤维聚合物混凝土振动搅拌过程的综合模拟 165

9.5 钢纤维聚合物混凝土振动搅拌机设计 168

9.5.1 钢纤维聚合物混凝土振动搅拌方案的确定 168

9.5.2 双卧轴振动搅拌机的总体结构及其工作原理 168

9.5.3 传动装置设计 169

9.5.4 搅拌叶片及臂设计 170

9.5.5　搅拌轴设计 170

9.5.6　激振器设计 170

9.5.7 搅拌机构主要技术参数设计 171

9.5.8 振动机构主要技术参数设计 174

9.6 搅拌机构零部件的实体建模、装配及动态模拟 191

9.6.1 搅拌机构零部件的实体建模 191

9.6.2 搅拌机构的装配过程及干涉检验 195

9.6.3 基于3DS MAX的搅拌机构的三维动态模拟 199

9.7 本章小结 202

第10章 材料的振动捣实机理与制造装备设计 204

10.1 振动捣实机械的分类 204

10.2 振动捣实成型机理 205

10.3 振动台动力学分析 207

10.3.1 直线振动台动力学模型的建立 207

10.3.2 建立振动系统的振动方程 208

10.3.3 钢纤维聚合物混凝土振动台自同步分析 209

10.4 钢纤维聚合物混凝土振动捣实设备总体设计 212

10.4.1 钢纤维聚合物混凝土振动台总体方案设计 212

10.4.2 振动台动力学参数的计算 213

10.5 钢纤维聚合物混凝土振动捣实设备关键零部件设计 216

10.5.1 隔振系统设计 216

10.5.2　激振装置设计 220

10.5.3 激振器箱体设计 227

10.5.4 振动台质心的计算和激振器位置的选择 228

10.6 振动捣实设备实体建模、装配及运动学仿真分析 229

10.6.1 实体建模 229

10.6.2 钢纤维聚合物混凝土振动台虚拟装配 231

10.6.3 振动台装配过程中碰撞和干涉检查 234

10.6.4 钢纤维聚合物混凝土振动捣实设备的运动学仿真分析 236

10.7 本章小结 245

参考文献 247