论文部分内容阅读
高分子材料以其良好的综合性能在各个领域得到了广泛的应用。高分子材料的优越性能不仅仅取决于自身的化学结构,而且还依赖于材料的加工成型过程以及在此过程中形成并最终保留在高分子材料制品中的结构和特性。因此,对成型过程以及成型过程中材料体系结构和特性的检测就显得十分重要和关键。离线检测法和传统在线检测法的有效性和准确性较低,很难应用于实际生产中复杂多变的环境。超声波作为一种机械波,能够快速得模外不破坏地在高分子材料中传播,超声波速度和衰减与高分子材料的性质结构有密切关系,这些独特的性质使它在模外地在线检测高分子材料模塑成型特性方面有着很大的潜力。本文将进行超声波离线测试实验,分析介质以及不同介质与聚氨酯构成的界面对超声波在线探测的影响。然后以聚氨酯弹性体为研究对象,利用超声波对其成型固化过程进行模外在线探测,分析超声波对聚氨酯体系性质变化的响应。本文利用虚拟仪器技术和G语言Labview。搭建了超声波在线探测平台,成功实现了实验研究过程中波形数据的读取、采集、传输、保存、分析、处理等。平台主要包括硬件和软件两部分。硬件部分主要的功能是完成超声波信号的发射与接收,模拟信号与数字信号之间的转换等。软件部分的主要功能是实现超声波信号的输出显示、记录保存、处理分析等,主要包括超声卡驱动、信号显示、信号保存与分析处理三个模块。超声波离线测试实验结果表明:超声波在高分子材料中的衰减要比小分子材料中的衰减大很多;结晶型高分子材料中的超声波衰减比非结晶型高分子材料中的衰减要大;超声波在聚氨酯弹性体中的衰减比无定形高分子材料中的衰减大。超声波声速在小分子材料中最大,其次是室温为玻璃态的高分子材料,聚氨酯弹性体中最小。聚氨酯弹性体硬度越大,超声波在其中的衰减越大。介质与聚氨酯的声阻抗越接近,超声波在界面上越容易透射进入聚氨酯弹性体。聚氨酯成型固化过程的超声波模外在线探测结果表明:超声波在线模外在线探测聚氨酯成型过程是可行的。整个聚氨酯成型固化过程中,超声波在其中的传播速度先增大后缓慢减小值稳定值,但是整体上比浇注时的声速大;超声波在其中的衰减先增大后减小,然后再增大到稳定值。