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天然气汽车燃料罐内衬材料的加工及性能研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 08:10:07
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天然气汽车燃料罐内衬材料的加工及性能研究【摘要】:随着压缩天然气汽车的推广应用,其燃料罐材料的要求也不断提高。本研究以马来酸酐接枝低密度线性聚乙烯(LLDPE-g-MAH)为对象,

【摘要】:随着压缩天然气汽车的推广应用,其燃料罐材料的要求也不断提高。本研究以马来酸酐接枝低密度线性聚乙烯(LLDPE-g-MAH)为对象,通过滚塑成型和注塑成型的加工方式,参考压缩天然气汽车内衬材料的工作状况对LLDPE-g-MAH进行无氧热老化,结合静载拉伸试验和动态疲劳试验等方法研究薄壁LLDPE-g-MAH的防水性、热稳定性以及力学性能,考察其作为新一代压缩天然气汽车燃料罐高分子内衬材料的潜能,同时探索研究LLDPE-g-MAH材料本身的物理性能。结果表明:LLDPE-g-MAH适用于注射成型和滚塑成型工艺。注塑LLDPE-g-MAH的屈服应力为9.9MPa,断裂强度为13MPa,延伸率为446.7%,杨氏模量约为248MPa,经无氧老化后拉伸性能指标无明显变化,经过200N-20N的107次非对称循环应力机械老化后,拉伸性能保持稳定。滚塑成型试样的屈服应力为17MPa,断裂强度为5.4MPa,延伸率为71%,杨氏模量约为457MPa,在老化后拉伸性能降低。注塑LLDPE-g-MAH在10Hz、循环应变2.72%的对称交变弯曲疲劳试验中不会发生断裂。在拉伸疲劳试验中,对样品施加10Hz的非对称循环应力,未老化注塑LLDPE-g-MAH的疲劳极限在210N附近,热效应在拉伸疲劳过程中对LLDPE-g-MAH疲劳行为未造成明显影响。对注塑LLDPE-g-MAH拉伸疲劳试验中的S-N曲线采用微缺陷积累的疲劳动力学模型进行拟合,比其他纯数学模型更好的预测了失效寿命随应力增大而减小的趋势,且模型具有良好的稳定性。 【关键词】:LLDPE-g-MAH 滚塑成型 对称交变弯曲疲劳试验 拉伸疲劳试验 疲劳动力学模型
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U469.7;U465
【目录】:
  • 摘要6-7
  • ABSTRACT7-14
  • 第一章 绪论14-29
  • 1.1 压缩天然气汽车用燃料罐14-16
  • 1.2 线性低密度聚乙烯16-20
  • 1.2.1 线性低密度聚乙烯概述16-18
  • 1.2.2 线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐18-20
  • 1.3 高分子的加工成型20-22
  • 1.3.1 高分子的注射成型20-21
  • 1.3.2 高分子的滚塑成型21-22
  • 1.4 高分子的热老化22-25
  • 1.4.1 高分子的热氧老化23-24
  • 1.4.2 高分子的无氧热老化24-25
  • 1.5 高分子疲劳概述25-27
  • 1.6 研究目的、意义和内容27-29
  • 第二章 LLDPE-g-MAH 的加工成型29-35
  • 2.1 研究用马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯简介29-30
  • 2.2 LLDPE-g-MAH 的注射成型30-32
  • 2.3 LLDPE-g-MAH 的滚塑成型32-34
  • 2.4 本章小结34-35
  • 第三章 LLDPE-g-MAH 老化及静载性能35-49
  • 3.1 LLDPE-g-MAH 的饱和吸水率35-39
  • 3.1.1 实验过程35-36
  • 3.1.2 实验结果与讨论36-39
  • 3.2 LLDPE-g-MAH 无氧热老化39-40
  • 3.2.1 实验过程39
  • 3.2.2 实验结果与讨论39-40
  • 3.3 LLDPE-g-MAH 的拉伸试验40-47
  • 3.3.1 实验过程40-41
  • 3.3.2 实验结果与讨论41-47
  • 3.5 本章小结47-49
  • 第四章 LLDPE-g-MAH 疲劳性能49-71
  • 4.1 高分子的疲劳行为49-51
  • 4.1.1 高分子疲劳的评价49-50
  • 4.1.2 高分子疲劳试验的影响因素50-51
  • 4.2 LLDPE-g-MAH 的疲劳试验51-61
  • 4.2.1 对称交变弯曲疲劳试验51-55
  • 4.2.2 拉伸疲劳试验55-61
  • 4.3 LLDPE-g-MAH 非对称循环应力疲劳动力学模型61-70
  • 4.3.1 疲劳 S-N 曲线的数学模型61-62
  • 4.3.2 疲劳动力学模型及模拟方法62-65
  • 4.3.3 LLDPE-g-MAH 疲劳曲线模拟65-70
  • 4.4 本章小结70-71
  • 第五章 结论与展望71-73
  • 参考文献73-77
  • 附录 177-78
  • 附录 278-82
  • 致谢82-83
  • 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文83


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