木质层积复合材热压内部环境研究

论文摘要

论文对木质层积复合材热压过程中板坯内部环境进行了模拟研究,研究的总目标是在已有的物理、数学、数值方法、计算机模拟、热工学、传递过程原理、木材学、木质材料流变学、胶粘剂化学等工程理论基础上,建立木质层积复合材热压过程中板坯内部环境的模型,利用这些模型由计算机模拟出木质层积复合材的热压过程,通过虚拟热压的形式了解热压过程中板坯内部环境随时间和空间的变化。这样可以进行热固性树脂胶粘剂固化过程中的热效应模拟研究,木质层积复合材热压过程中热传导效应的模拟研究,热压过程中板坯内部气体环境的研究,木质层积复合材热压模型化的空间条件和时间条件研究以及模型的计算研究等。通过对木质层积复合材热压过程中板坯内部环境的模拟研究可以研究和预测热压过程中板坯内部的胶粘剂的固化程度、各离散点的温度、空气浓度、空气分压、水蒸汽浓度、水蒸汽分压和气体总压力。论文也进行了热压过程中板坯内部环境试验研究,包括木材单板热压导热研究,木质层积复合材热压过程中板坯内部温度环境试验研究。这些研究为更好地设计板材的生产工艺,控制并预测板材的最终质量,实现木质复合材及其结构的材料设计,提高木质复合材制造的科学性和目的性,并且为开发新型木质复合材奠定基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 关于热压内部环境模型的研究
• 1.2.2 关于热压内部环境试验的研究
• 1.3 研究方法与应用软件简介
• 1.3.1 数值计算方法简介
• 1.3.2 MATLAB中的偏微分方程工具箱简介
• 2 木质层积复合材热压过程中板坯内部环境的模拟研究
• 2.1 热压过程中板坯内部环境广义物理模型
• 2.2 模型研究的假设条件
• 2.3 热固性树脂胶粘剂固化过程中热效应的模拟研究
• 2.4 木质层积复合材热压过程中热传导效应的模拟研究
• 2.4.1 导热模型
• 2.4.2 导热方程可视化数值解的解法
• 2.5 材料导热物理性能模型
• 2.5.1 导热系数模型
• 2.5.2 比热模型
• 2.5.3 空隙率模型
• 2.6 热压过程中板坯内部气体环境研究
• 2.6.1 传输过程的连续方程
• 2.6.2 水蒸汽和空气的传输方程
• 2.6.3 板坯内气体分压方程
• 2.7 热压过程中板坯内部结合水传输的模拟方程
• 2.7.1 传输原理的数学表述
• 2.7.2 相关物理性能参数计算方程
• 2.8 模型化研究的空间平面和条件
• 2.8.1 研究的空间平面
• 2.8.2 求解的初始条件
• 2.8.3 求解的边界条件
• 2.9 模型计算
• 2.9.1 热传导模型的求解
• 2.9.2 板坯内部空间和时间的离散
• 2.9.3 热压过程中板坯内胶粘剂固化程度的数值解
• 2.9.4 热压过程中板坯内部气体环境的数值解
• 2.10 计算结果的分析
• 2.10.1 热压过程中板坯内部环境的动态分析
• 2.10.2 热压过程中板坯内部离散点分析
• 2.11 本章小结
• 3 板坯热压过程中内部环境试验研究
• 3.1 木材单板热压导热的试验研究
• 3.1.1 木材单板导热模型方程的建立
• 3.1.2 软件计算模型的建立
• 3.1.3 木材单板热压导热试验
• 3.1.4 结果与讨论
• 3.1.5 研究小结
• 3.2 木质层积复合材热压过程中板坯内部温度环境的试验解研究
• 3.2.1 木质层积复合材热压试验
• 3.2.2 试验数据的数值方法
• 3.2.3 试验数据的分析研究
• 3.2.4 研究小结
• 3.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢