高分子加工材料机械设计
高分子材料成型加工(考试重点及部分习题答案)
高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料：未成型前受热软化，熔融可塑制成一定形状，在热或固化剂作用下，一次硬化成型。
受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工。
在溶剂中不溶。
化学结构是由线型分子变为体型结构。
举例：PF、UF、MF2、热塑性塑料：受热软化、熔融、塑制成一定形状，冷却后固化成型。
再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工。
在溶剂中可溶。
化学结构是线型高分子。
举例：PE聚乙烯，PP聚丙烯，PVC聚氯乙烯。
3、通用塑料：是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。
4、工程塑料：具有较好的力学性能，拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。
举例：PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷：Tc=Tmax，结晶度提高，球晶大。
透明度不好，强度较大。
6、骤冷（淬火）：Tc<Tg，大分子来不及重排，结晶少，易产生应力。
结晶度小，透明度好，韧性好。
定义：是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物，在该温度下保持一段时间后，快速冷却使其来不及结晶，以改善制品的冲击性能。
7、中速冷：Tc>=Tg，有利晶核生成和晶体长大，性能好。
透明度一般，结晶度一般，强度一般。
8、二次结晶：是指一次结晶后，在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内，继续结晶并逐步完善的过程。
9、后结晶：是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结晶的过程。
第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂（如润滑剂）和功能性添加剂（除润滑剂之外的都是，如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂）2、稳定剂：防止或延缓高分子材料的老化，使其保持原有使用性能的添加剂。
针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素，可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂（防老剂）、光稳定剂。
热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。
高分子材料成型加工技术
常用设计软件
模具制造软件有很多，如 AUTOCAD ，ＣＡＸＡ，ＰＲＯ／ Ｅ、ＵＧ、ＣＡＴＩＡ、Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ。 CAXA软件：由北京数码大方科技有限公司设计开发，其拥 有自主产权，目前CAXA系列软件产品线完整，可以为用户 提供数字化设计解决方案，产品包括二维、三维 CAD ，工 艺CAPP和数据管理PDM等软件。 ＰＲＯ／Ｅ：于１９８８年问世，目前已成为世界最大的 ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ系统，广泛应用于电子、机械、 模具、工业设计等领域。是一套从设计、分析到制造的全 方位的机械设计集成软件。
②醇解法 ③废聚酯的解聚 ④化学转化处理法
⑵制取燃料技术 通过热裂解法或催化裂解法，将废弃塑料在一定条件下分 解的方法，分解产物为：以氢气、一氧化碳、甲烷等低分子 碳氢化合物为主的可燃性气体；在常温下为液态的燃料油； 纯炭与玻璃、金属、土砂等混合物形成的炭黑产品。
⑶超临界流体技术
物质随压力、温度变化会出现不同的相变化，当温度、压力 高到一定程度时，物质会成为超临界相。超临界相物质的密 度低，具有气体和液体两方面的特性，密度和扩散系数介于 液体和气体之间，反应性增加，分子极性降低，具有强大的 溶解能录，保持高的反应选择性，无副作用。 能量循环：①直接焚烧技术 ②制作垃圾衍生燃料（RDF）技术 ③高炉喷吹废塑料技术
挤出加工技术作为聚合物加工技术之一，已有 300 多年的 发展历史。据文献记载，早在1795年，Joseph Bramah 就 发明了最早的工业挤出机。英国人Matthew Gray和美国人 John Royle 申请了第一个阿基米德螺杆挤出机的专利。 1925 年挤出机用于挤出 PVC 标志着现代挤出加工技术的开 始。挤出机可用于造粒及成型制品，同时可应用于聚合物 改性。随着技术的发展，挤出机将呈现出精密化、巨大化、 高速高效化的发展趋势。
机械设计过程中机械材料的选择和应用探讨
机械设计过程中机械材料的选择和应用探讨发表时间：2019-11-22T09:47:08.110Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：丁方方[导读] 摘要：随着社会经济的发展，我国的机械制造领域有了很大进展，同时也促进了我国工业化的发展。
34222219850310xxxx 上海市 201316摘要：随着社会经济的发展，我国的机械制造领域有了很大进展，同时也促进了我国工业化的发展。
最近几年，人们的生活水平得到了很大的提高，对于生活的质量也有了更高的要求，而在日常生活之中，机械制造类是应用最普遍的，所以随着人们对机械制造要求的提高，其制造水平也在随之提升。
然而，对于目前的机械制造而言，其所需材料的质量及数量还无法很好地满足机械制造的实际要求，基于此，围绕机械设计过程中机械材料的选择进行了分析，对其应用也进行了探讨，同时也提出了相关对策。
关键词：机械设计；机械材料；选择；应用引言在机械设计的过程中，一个必不可少并且非常重要的环节就是材料的选择。
首先，我们必须遵循其在使用过程中的实用性；其次，根据其细化的环节要求进行选材；再者，一定要确保选材对人体以及环境的环保性，做到低污染、低消耗、保质保量的情况下做到低成本，与此同时，要充分考虑材料的载荷类型，保证产品投入使用后产品的高效能。
1完善机械设计中材料选择和应用的必要性机械设计不同于其他的设计工作，其内容较为复杂且设计成本较高，对设计人员的技术要求较为严格。
随着工业的迅速发展，机械设计在激烈的市场竞争中逐渐占据优势，机械设计人员也迎来了更多的挑战。
由于我国机械设计行业起步较晚，与西方国家的机械设计水平相比仍然存在较大的差距。
机械设计水平决定了企业整体的生产效率和产品的质量。
其中，材料的选择和应用是机械设计工作的难点，只有选择具备优良特性的机械材料，企业才能生产出高质量的产品。
因此，机械设计人员应结合企业实际生产情况，制定出符合企业生产标准的机械设计方案，将重点放在机械设计中材料的选择和应用上，为人们提供更加优质的产品。
2017年青岛科技大学机械工程专业(高分子材料加工机械方向)人才培养方案
06
B14010102
大学体育 2 College Physical
Education
2
1.00 32 32 1.00 32 32
07
B14010103
大学体育 3 College Physical
Education
3
1.00 32 32
08
B14010104
1.工程知识：掌握数学、自然科学、工程基础和机械工程专业知识，能够运用其理论和 方法解决机械工程领域中的复杂工程问题。
2.问题分析：能够应用数学、自然科学和机械工程科学的基本原理和方法，对机械工程 领域中的问题进行识别、表达和分析，能够结合文献研究分析机械工程领域的复杂工程问题， 并获得有效结论。
3.设计开发解决方案：针对复杂工程问题，能够应用机械工程的基本理论和方法，设计 满足特定需求的机械系统和制造工艺，开发解决方案，并能够在机械系统设计、制造工艺设 计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。
表一
机械工程专业（高分子材料加工机械方向）必修课教学计划进程表
学时分配
课
程 类
序 号
课程编号
别
课程名称
学学 分 时理
论 教 学
实 验 或 实 践
上 机
思想道德修养与法律基础 01 B27010100 Ideology and Morality Training
3.00 48 48
and the Basis of Law
设计原理与方法、精度设计原理与方法、现代设计理论与方法），机械制造工程原理与技术 （含材料科学基础、机械制造技术，现代制造技术）、机械系统中的传动与控制（含机械电 子学、控制理论、传动与控制技术）、计算机应用技术（含计算机技术基础、计算机辅助技 术）、热流体（含热力学、流体力学、传热学）、化学。
2017年青岛科技大学机械工程专业(高分子材料加工机械方向)人才培养方案
3.00 48 24
24
Language)
12
B06010111
高等数学 A1 Advanced Mathematics
A1
5.00 80 80
13
B06010112
高等数学 A2 Advanced Mathematics
A2
6.00 96 96
14
B06010200
线性代数 Linear Algebra
6.工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价机械产品设计、制造和 产品运用对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。
7.环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂机械工程问题的工程实践对环境、社会 可持续发展的影响。
8.职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在机械工程实践中理解并遵守 工程职业道德和规范，履行责任。
表一
机械工程专业（高分子材料加工机械方向）必修课教学计划进程表
学时分配
课
程 类
序 号
课程编号
别
课程名称
学学 分 时理
论 教 学
实 验 或 实 践
上 机
思想道德修养与法律基础 01 B27010100 Ideology and Morality Training
3.00 48 48
and the Basis of Law
Education
4
1.00 32 32
09
B10060111
大学英语 A1 College English
A1
4.00 64 64
10
B10060112
大学英语 A2 College English
A2
高分子材料成型加工原理
⾼分⼦材料成型加⼯原理第⼀章绪论1.按所属成型加⼯阶段划分，塑料成型加⼯可分为⼏种类型？分别说明其特点。
(1)⼀次成型技术⼀次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有⼀定形状和尺⼨制品或半制品的各种⼯艺操作⽅法。
⽬前⽣产上⼴泛采⽤的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。
(2)⼆次成型技术⼆次成型技术，是指既能改变⼀次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺⼨，⼜不会使其整体性受到破坏的各种⼯艺操作⽅法。
⽬前⽣产上采⽤的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数⼏种⼆次成型技术。
(3)⼆次加⼯技术这是⼀类在保持⼀次成型或⼆次成型产物硬固状态不变的条件下，为改变其形状、尺⼨和表观性质所进⾏的各种⼯艺操作⽅法。
也称作“后加⼯技术”。
⼤致可分为机械加⼯、连接加⼯和修饰加⼯三类⽅法。
2.成型⼯⼚对⽣产设备的布置有⼏种类型？(1)过程集中制⽣产设备集中；宜于品种多、产量⼩、变化快的制品；衔接⽣产⼯序时所需的运输设备多、费时、费⼯、不易连续化。
(2)产品集中制⼀种产品⽣产过程配套；宜于单⼀、量⼤、永久性强的制品、连续性强；物料运输⽅便，易实现机械化和⾃动化，成本降低。
3.塑料制品都应⽤到那些⽅⾯？(1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电⽓⼯业(5)化学⼯业(6)仪表⼯业(7)建筑⼯业(8)航空⼯业(9)国防与尖端⼯业(10)家具(11)体育⽤品和⽇⽤百货4.如何⽣产出⼀种新制品？(1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等⽅⾯所应具备的指标；(2)根据要求，选定合适的塑料，从⽽决定成型⽅法；(3)成本估算；(4)试制并确定⽣产⼯艺规程、不断完善。
第⼆章塑料成型的理论基础1.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对⾼分⼦材料加⼯有何实际意义？2.请说出晶态与⾮晶态聚合物的熔融加⼯温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。
晶态聚合物：Tm——Td；⾮晶态聚合物：Tf——Td。
对于作为塑料使⽤的⾼聚物来说，在不结晶或结晶度低时最⾼使⽤温度是Tg，当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连接相，因此在Tg以上仍不会软化，其最⾼使⽤温度可提⾼到结晶熔点。
高分子材料加工工程专业
高分子材料加工工程专业
专业简介
学科：工学
门类：材料类
专业名称：高分子材料加工工程专业
高分子材料加工工程专业是1953年由中国科学院院士徐僖教授主持创建的，是原轻工部教学指导委员会主任单位和教材编写委员会主任委员单位，在全国居领先地位，是国内名牌专业。
专业信息
培养目标：本专业以培养面向世界、面向未来，具有国际竞争能力、创新能力、创业能力、管理能力的高分子材料加工工程专门人才为目标。
主要课程：高分子材料加工机械、机械设计、高分子材料与应用、塑机控制技术、塑料制品设计、塑机与模具制造、模具工程设计、塑料成型工艺学、金属材料及热处理、化工原理、高分子物理及化学、模具CAD/CAE、材料力学等。
本专业通过工程制图、机械零件设计、塑料模具设计、塑料加工工程实验和模具CAD/CAE运用等实践环节训练，使学生除了掌握必要的专业基础知识和技能外，还具有熟练的工程技术应用技能。
毕业生能从事塑料制品的成型原理、成型工艺、配方设计、产品与模具设计、成型机械设计、新型高分子结构材料及功能材料的理论研究、技术开发应用、生产管理以及教学工作。
修业年限：4年。
授予学位：工学学士学位。
专业就业状况
轻工、化工、建材、电子电器、通讯、机械、交通、医疗和航天航空等大中型企业、科研院所和大专院校，以及石化、合成树脂企业。
院校分布部分
四川大学。
高分子材料加工厂设计练习题答案
工厂设计习题第一章：概述1.工厂设计的基本概念•工厂设计的含义：是指相关专业技术人员协作,将一个待建项目,用图纸文字和表格详细说明,然后,由施工人员完成的工作过程。
•工厂设计过程的特点：是针对具体任务，将多学科技术进行有机组合的过程，是在同一目标下，进行集体劳动和创造的过程。
•工厂设计的主要内容：工艺设计、总图运输设计、机械设计、自控仪表设计、土建设计、公用工程（给排水、供电、采暖通风）设计和工程概算预算等。
2.高分子材料加工厂建设的四个主要阶段•1、立项阶段（项目建议书、可行性研究报告、设计任务书）•2、工程设计阶段（基础设计、施工设计）•3、施工阶段（设计代表工作阶段）•4、开车验收阶段3.项目建议书是进行可行性研究和编制任务书的依据，其主要内容包括：•①项目建设的目的和意义；②产品需求初步预测；③产品方案和拟建规模；•④工艺技术方案（技术来源、原料路线、生产方法）；⑤主要原材料、燃料、动力等的供应；•⑥建厂条件和厂址的初步选择；⑦环境保护及安全生产措施；⑧工厂组织和劳动定员；•⑨项目实施规划设想；⑩投资估算和资金筹措设想；⑩经济效益和社会效益的初步估计。
4.设计任务书主要内容：①编制设计说明书的依据（上级领导机关确定拟建项目的文件）。
②建设规模、生产方法、产品规格和产量。
③厂址和占地面积。
④工厂构成和劳动定员。
⑤原材料规格、燃料种类及供应情况。
⑥水、电、汽等动力的主要规格及来源。
⑦与其他工业企业的协作关系（主要指交通运输）。
⑧设计分工和进度要求。
⑨施工单位和建厂期限。
⑩投资估算和要求达到的经济效益5.可行性研究主要包含哪些主要内容？工业可行性研究的内容•①总论：说明项目的建设背景,建设此项目的必要性和意义，可行性研究的依据和范围。
•②需求预测和拟建规模：说明拟建项目中产品的国内外现有生产能力，国内外市场需求预测；进行价格与产品竞争能力分析，拟建项目的规模，产品方案和发展方向；合理建设规模的技术经济比较和分析；老企业技术改造与新建项目的技术经济比较和分析。
高分子材料加工工艺
高分子材料加工工艺引言高分子材料是一类重要的工程材料，具有广泛的应用领域，如塑料、橡胶、纤维和复合材料等。
高分子材料加工工艺是指将原始的高分子材料经过一系列的加工操作，制成最终产品的过程。
高分子材料加工工艺的优化，对于提高产品质量、提高生产效率、降低成本和实现可持续发展具有重要意义。
本文将介绍高分子材料加工工艺的基本原理、常用的加工方法以及加工过程中需要注意的事项，以帮助读者更好地理解和应用高分子材料加工工艺。
高分子材料加工工艺的基本原理高分子材料加工工艺的基本原理是将原始的高分子材料在适当的温度和压力条件下进行变形，使其达到所需的形状和尺寸。
高分子材料加工工艺的基本原理可以归结为以下几点：1.熔融：大多数高分子材料是通过熔融加工的方式进行加工的。
熔融是将高分子材料加热至其熔点以上，使其变为可流动的液态状，然后通过压力或其他方式将其注入模具或进行其他形状调整。
2.变形：熔融后的高分子材料可以通过压力、拉伸、挤出、注塑等方式进行变形。
这些变形过程可以改变高分子材料的形状、尺寸和性能。
3.固化：在高分子材料加工过程中，一旦完成所需的形状和尺寸调整，就需要使高分子材料重新固化，以保持所加工产品的稳定性和机械性能。
常用的高分子材料加工方法在高分子材料加工过程中，常用的加工方法包括挤出、注塑、吹塑、压延、压制等。
下面将分别介绍这些方法的基本原理和适用范围。
挤出挤出是指将熔融态的高分子材料通过模具的挤压将其挤出成所需的截面形状。
该方法适用于生产塑料管、板材、薄膜等产品。
挤出加工的基本过程包括预热、熔融、挤出、冷却等步骤。
注塑注塑是将熔融的高分子材料注入到模具中，并通过冷却使其固化成所需产品的一种加工方法。
注塑适用于生产成型复杂的塑料制品，如零件、壳体等。
注塑加工的基本过程包括模具闭锁、熔融注射、冷却、开模等步骤。
吹塑吹塑是将熔融的高分子材料放置在一定的模具中，通过气压使其膨胀成模具的形状，然后通过冷却使其固化成为所需产品的一种加工方法。
机械设计中新型材料的选择及应用
机械设计中新型材料的选择及应用摘要：随着科学的发展，新材料、新方法、新技术等新生产方法不断发展，为机械装备制造开辟了一片新天地。
材料的选择与应用是机械设计专业的基本内容，需要更加注重自身的实际发展。
关键词：机械设计；新型材料；选择及应用1机械设计中材料选择应用应注意的事项机械设计中材料选择和实际应用过程中,应充分考虑项目,第一个是适用性,经济,我们必须充分考虑,这是一个应对当前的机械设计的发展战略的新形势下的机械设计原材料的选择,充分关注适用性的基础上,根据其经济,选择价格相对便宜且能满足实际需要的材料，从而促进机械设计的可持续发展。
并在应用程序的绿色机械设计中材料选择,社会和经济发展的过程中应注意环境问题,选择一些低能耗、少污染、效率高的材料,但也能得到足够的关注可持续发展,奠定基础机械设计的健康稳定发展。
2机械设计中不同材料2.1金属材料在机械设计中，金属材料有着重要的地位，由于其良好的物理和化学性能，是应用广泛的材料。
金属材料有很多，最常用的有铁、铜、铝、锡，当然还有贵金属、金银等。
金属具有良好的延展性，非常适合制造零件。
当然，有些金属合金由于其良好的物理化学性能，可以大大提高机械性能，使金属空间的使用更加广泛。
2.2复合材料像合金一样，复合材料是由两种或两种以上的物质通过物理和化学变化形成的一种新材料。
这种复合材料具有两种或两种以上物质的特性，形成独特的优势。
复合材料一般可分为两类，即金属复合材料和非金属复合材料。
这两种类型的复合材料有大量的应用在机械设计中,尤其是在一些地方有特殊要求,复合材料因其重量轻、良好的物理和化学性能,被广泛应用,如飞机制造,大量的复合材料,以确保飞行安全。
2.3高分子材料这种材料是由高分子化学聚合而成，所以又称高分子材料，由于工程的需要，它添加了一定的改进剂，使其性能发生了很大的变化。
最常用的高分子材料有塑料、合成纤维等，它们具有良好的特性，正逐渐得到越来越多的应用，所以在提高机械的设计寿命，降低使用成本，具有突出的性能。
《高分子材料加工工艺》复习资料习题答案
《⾼分⼦材料加⼯⼯艺》复习资料习题答案⾼分⼦材料加⼯⼯艺第⼀章绪论1.材料的四要素是什么？相互关系如何？答：材料的四要素是：材料的制备(加⼯)、材料的结构、材料的性能和材料的使⽤性能。
这四个要素是相互关联、相互制约的，可以认为：1)材料的性质与现象是新材料创造、发展及⽣产过程中，⼈们最关注的中⼼问题。
2)材料的结构与成分决定了它的性质和使⽤性能，也影响着它的加⼯性能。
⽽为了实现某种性质和使⽤性能，⼜提出了材料结构与成分的可设计性。
3)材料的结构与成分受材料合成和加⼯所制约。
4)为完成某⼀特定的使⽤⽬的制造的材料(制品)，必须是最经济的，且符合社会的规范和具有可持续发展件。
在材料的制备(加⼯)⽅法上，在材料的结构与性能关系的研究上，在材料的使⽤上，各种材料都是相互借鉴、相互渗透、相互补充的。
2.什么是⼯程塑料？区分“通⽤塑料”和“⼯程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”。
答：按⽤途和性能分，⼜可将塑料分为通⽤塑料和⼯程塑料。
产量⼤、价格低、⽤途⼴、影响⾯宽的⼀些塑料品种习惯称之为通⽤塑料。
⼯程塑料是指拉伸强度⼤于50MPa，冲击强度⼤于6kJ/m2，长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变⼩、⾃润滑、电绝缘、耐腐蚀性优良等的、可替代⾦属⽤作结构件的塑料。
但这种分类并不⼗分严格，随着通⽤塑料⼯程化(亦称优质化)技术的进展，通过改性或合⾦化的通⽤塑料，已可在某些应⽤领域替代⼯程塑料。
热塑性塑料⼀般是线型⾼分⼦，在溶剂可溶，受热软化、熔融、可塑制成⼀定形状，冷却后固化定型；当再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加⼯。
例如：PE、PP、PVC、ABS、PMMA、PA、PC、POM、PET、PBT。
热固性塑料⼀般由线型分⼦变为体型分⼦，在溶剂中不能溶解，未成型前受热软化、熔融，可塑制成⼀定形状，在热或固化剂作⽤下，⼀次硬化成型；⼀当成型后，再次受热不熔融，达到⼀定温度分解破坏，不能反复加⼯。
如PF（酚醛树脂）、UF（脲醛树脂）、MF（三聚氰胺甲醛树脂）、EP（环氧树脂）、UP（不饱和树脂）等。
机械设计制造领域中的新型材料研究
机械设计制造领域中的新型材料研究一、引言机械设计制造是传统制造业的核心领域之一。
随着社会和科技的发展，新材料的出现为机械制造提供了新的可能性。
本文将针对机械设计制造领域中的新型材料进行研究分析。
二、纳米材料纳米材料指的是尺寸在1~100纳米之间的物质。
其具有高比表面积、量子效应、尺寸限制效应等独特的物理、化学特性。
在机械设计制造领域，纳米材料可以被用来制造轻便、高强度的材料，例如轻量化车身和替代传统金属的结构材料等。
三、碳基材料碳基材料是由一些或多个碳元素组成的材料，例如碳纤维和石墨烯等。
碳纤维具有比钢铁更高的强度和刚度，同时也非常的轻量化，因此广泛应用于机械设计制造领域。
而石墨烯则有着更强的刚度和导电性，可用于开发高性能显示器、电池电极、传感器等。
四、高分子材料高分子材料是由多个单体分子聚合而成的材料，包括塑料、橡胶、纤维素等。
其具有成本低、易加工、柔韧性好等特点，因此在工业生产中得到了广泛应用。
在机械设计制造领域，高分子材料常被用于制造漆包线、密封材料、隔音材料等。
五、智能材料智能材料指的是一类具有自感知、自诊断、自适应能力的材料。
其具有非常广泛的应用前景，可以用于开发智能机器人、智能医疗设备、智能传感器等。
在机械设计制造领域，智能材料可以用来制备基于形状记忆效应的智能材料，以及基于压电材料的自适应结构等。
六、金属复合材料金属复合材料是由两种或两种以上不同的金属或者金属与非金属复合制成的材料，例如铝合金、钛合金等。
其具有高强度、高刚度、耐高温等特点，广泛应用于航空航天、交通运输等领域。
在机械设计制造领域，金属复合材料可用来制造高速列车、飞机发动机以及高精密仪器等。
七、陶瓷材料陶瓷材料是一类化学稳定性好、超硬、绝缘等特性的材料，其广泛应用于半导体工业、电子工业、航空航天工业中。
在机械设计制造领域，陶瓷材料常用于制造刀具、轴承、气动阀等高性能零部件。
八、结论新型材料在机械设计制造领域中具有广泛的应用前景。
高分子材料设计注意事项
高分子材料设计注意事项高分子材料设计是一项复杂而关键的工作，它涉及到许多方面，例如材料选择、结构设计和性能优化等。
在进行高分子材料设计时，需要注意以下几个方面：1.材料选择：在进行高分子材料设计之前，需要先明确所需的材料性能，然后选择适合的高分子材料。
不同的高分子材料具有不同的特性，例如聚合度、分子量、玻璃化转变温度、热稳定性等。
根据所需的特性，选择适合的高分子材料是成功设计的基础。
2.结构设计：高分子材料的结构设计是设计过程中最关键的步骤之一。
材料的结构涉及到分子间的相互作用以及链段排列方式。
例如，通过选择不同的共聚单体，可以调节材料的化学结构，从而调控材料的性能；通过调节高分子链的排列方式，例如无序排列、无规共聚和有序排列等，可以调节材料的物理性质。
3.功能化设计：高分子材料的功能化设计是满足特定需求的关键。
例如，为了提高高分子材料的机械强度，可以引入交联剂，增强材料的结构稳定性；为了改善材料的导电性能，可以引入导电填料或功能性单体等。
通过合理选择和引入功能性组分，可以实现高分子材料的多样化性能。
4.性能优化：高分子材料的性能优化是设计的最终目标。
材料设计过程中需要充分考虑材料在实际应用环境中需要具备的性能，例如力学性能、热学性能、化学稳定性等。
对于特定的性能要求，需要通过调控材料的结构和组分，从而实现性能的优化。
5.可持续性设计：在进行高分子材料设计时，需要考虑材料的可持续性。
现代社会对环境友好和资源节约越来越重视，因此高分子材料的设计应该尽量避免使用有害物质，降低对环境的影响，并且要考虑材料的回收和再利用等方面，实现可持续发展。
总之，高分子材料设计是一个综合性的工作，需要充分考虑材料选择、结构设计、功能化设计、性能优化和可持续性设计等方面的问题。
只有合理综合考虑这些因素，才能设计出满足特定需求的高分子材料。
高分子材料的结构设计和性能调控
高分子材料的结构设计和性能调控引言高分子材料在现代科技中发挥着重要的作用，广泛应用于各个领域，包括医疗、航空航天、能源等。
与传统材料相比，高分子材料具有重量轻、机械强度高、耐腐蚀等优点，但也面临着熔融性低、易变形等挑战。
为了克服这些缺点，高分子材料的结构设计和性能调控成为研究的重点。
一. 结构设计的重要性高分子材料的性能与其结构密切相关。
通过合理设计高分子材料的结构，可以实现对其性能的调控。
例如，在医疗领域，高分子材料的生物相容性是一个重要的考虑因素。
通过调整高分子材料的结构，可以使其与人体组织相容性更好，减少致病的风险。
此外，高分子材料的机械性能、热稳定性等也可以通过结构设计进行调控。
二. 结构设计的方法1. 拓扑结构设计高分子材料的拓扑结构对其性能具有重要影响。
例如，线性高分子和交联高分子的力学性能存在显著差异。
通过合理选择和调控高分子材料的拓扑结构，可以实现对其力学性能的调控。
此外，纳米级结构的引入也是一种常见的方法，通过纳米级结构的精确调控，可以实现高分子材料的新颖性能。
2. 共价键和非共价键的调控高分子材料的结构由共价键和非共价键组成。
通过调控这两种键的连接方式和数量，可以实现对高分子材料性能的调控。
共价键的调控可以通过聚合反应的选择和条件控制来实现，例如选择不同的单体、引入不同的反应条件等。
非共价键的调控可以通过外界刺激（如温度、pH值等）来实现，引入特定的相互作用（如氢键、离子相互作用等）来实现。
三. 性能调控的方法1. 添加剂的引入通过引入添加剂，可以对高分子材料的性能进行调控。
例如，在高分子材料中引入增塑剂可以提高其柔韧性；引入抗氧化剂可以提高其热稳定性。
添加剂的引入可以通过简单的混炼和共混等方法实现。
2. 环境条件的调控高分子材料的性能往往受到环境条件的影响。
通过调控环境条件，可以实现对高分子材料性能的调控。
例如，通过调控温度、湿度等参数，可以实现对高分子材料的热稳定性、吸湿性等性能的调控。
机械工程材料与机械设计制造及其自动化专业的内在联系
机械工程材料与机械设计制造及其自动化专业的内在联系机械设计制造及其自动化专业培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、以机械设计与制造为基础，主要任务是运用先进设计制造技术的理论与方法，解决现代工程领域中的复杂技术问题，以实现产品智能化的设计与制造。
在高中文化知识的基础上，掌握本专业所必需的基础知识、基本原理和较熟练的专业实践技能：机械制图、机械工程材料、工程力学，机械原理、机械设计、工程经济，机械设计基础、电工与电子技术、液压传动与气压传动、机械工程材料、制造技术基础、微机电系统与制造、互换性测量、控制工程、数控技术、CAD。
机械工程材料是用于制造各类机械零件、构件的材料和在机械制造过程中所应用的工艺材料。
机械是由构件组成的，而构件是由材料制成的、没有材料就没有机械．机械零件质量好坏和使用寿命的长短都与它的材料直接相关。
机械产品是的设计、制造、维修都存在材料的选用问题。
优质的机械产品是合理的材料、优良的设计和正确的加工这三者整体配合，而材料是基础。
大量事实说明，许多材料及其工艺问题是我国机械产品功能差、质量低寿命短的主要原因之一。
机械设计涉及广泛的学科领域，其中数学、材料科学、工程力学和工业造型是其重要的支柱，主要包括功能设计、结构设计与材料设计。
机械产品的可靠性和先进性，除设计因素外，在很大程度上取决于所选用材料的质量和性能。
新型材料的发展是发展新型产品和提高产品质量的物质基础。
各种高强度材料的发展，为发展大型结构件和逐步提高材料的使用强度等级,减轻产品自重提供了条件;高性能的高温材料、耐腐蚀材料为开发和利用新能源开辟了新的途径。
现代发展起来的新型材料有新型纤维材料、功能性高分子材料、非晶质材料、单晶体材料、精细陶瓷和新合金材料等，对于研制新一代的机械产品有重要意义。
如碳纤维比玻璃纤维强度和弹性更高，用于制造飞机和汽车等结构件，能显著减轻自重而节约能源。
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高分子加工材料机械设计
Design of Rubber Machinery
课程性质：选修课
开设学期及学时分配：第七学期，1~16周，每周4学时
适用专业层次：机械设计及自动化本科
先行、后继课程情况：先行课程：机械设计理论、电力拖动、高分子材料加工基础、高分子材料流变学
后继课程：高分子材料机械实验、生产实习、毕业设计
推荐参考书：《塑料机械设计》、《橡胶工业手册》
一、课程目的与要求
本课程属高分子材料加工机械专业主要专业课程之一，其目的是通过对该课程的学习，使学生基本了解高分子材料机械与设备的总体概况与其在橡、塑材料加工过程中所发挥的重要作用，并使学生初步掌握高分子材料机械典型零部件的基本设计要领，为后续的高分子材料机械试实验课及生产实习与毕业设计的顺利进行与完成打下基础。
另外，重要的一点：通过对该课程的学习，可使学生加强、加深对先修基础课程中基本理论与基本知识的理解、掌握与运用，进一步提高其分析问题、解决问题的能力。
学习本课程要求学生主要：
（1）掌握高分子材料机械的基本结构、工作原理、发展前景；
（2）初步掌握高分子材料机械主要零部件设计的基本内容、步骤、方法；
（3）提高应用基本理论与基本知识分析问题、解决问题的能力；
（4）理论联系实际，强化工程意识；
（5）初步树立正确的设计思想。
二、橡胶机械课程内容及学时分配
1、绪论（2学时）
了解本课程所研究的对象、内容、特点；了解橡胶机械在橡、塑工业中的地位、作用、任务及其发展。
2、开放式炼胶（塑）机（10学时）
了解该机的基本结构、用途与分类。
掌握开炼机的工作原理、型号规格表示方法。
掌握开炼机主要设计参数（辊筒工作直径与长度、辊距、辊筒工作速度与速比、横压力、传动功率、生产能力）的分析、计算及确认的各种方法。
掌握开炼机主电机选型及多种传动形式。
掌握该机主要典型零部件（辊筒、辊筒轴承、辊距调整装置、安全设施等）的主要技术性能、材料选择、结构类型、主要构型尺寸计算、受力分析与强刚度校核等主要设计内容的设计计算及确认。
3、密闭式捏炼机（14学时）
了解该机的基本结构、用途、发展与分类。
掌握密炼机的工作原理、型号规格表示方法。
掌握密炼机主要设计参数（总容量、工作容量、填充系数、转子转速与速比、间隙、上顶栓压力、传动功率、生产能力）的分析、计算及确认的各种方法。
了解密炼机的主电机选型及多种传动形式。
掌握该机主要典型零部件（转子、混炼室、加压料机构、卸料装置、密封装置等）的主要技术性能、材料选择、结构及冷却类型、主要构型尺寸计算、受力分析与强刚度校核等主要设计内容的设计计算及确认。
了解其他类型密炼机的基本情况。
、
4、压延机（14学时）
了解压延机的基本结构、用途与分类与发展。
掌握该机的工作原理、型号规格表示方法。
掌握压延机主要设计参数（辊筒数目、辊筒工作直径与长度、辊筒工作速度与速比、横压力、传动功率与功率分配、生产能力）的分析、计算及确认的各种方法。
掌握压延机主电机选型及多种传动形式。
掌握该机主要典型零部件辊筒的主要技术性能、材料选择、结构及冷却类型、主要构型尺寸计算、受力分析与辊筒挠度等主要设计内容的设计计算及确认。
掌握辊筒挠度补偿方法（中高度、轴交叉、反弯曲）的工作原理、设计计算及相应设施。
掌握予负荷设施的工作原理。
了解压延联动生产线。
5、轮胎成型机（12学时）
了解轮胎结构、分类、成型方法、规格表示方法。
了解该机的基本结构、用途、分类与发展。
掌握该机的工作原理、型号规格表示方法。
掌握成型机主要设计参数（影响胎体贴合强度主要因素、主轴及成型鼓转数、主轴功率）的分析及计算。
掌握该机主电机选型及多种传动形式。
掌握该机主要典型零部件（机箱、成型鼓、成型棒装置、1号正包装置、机械包边器、下压合装置、后压合装置等）的主要技术性能、结构类型、工作原理、主要构型尺寸计算、受力分析与辊筒挠度等主要设计内容的设计计算及确认。
掌握子午线轮胎成型方法及相应子午成型机结构、工作原理。
6、轮胎定型硫化机（12学时）
了解该机的基本结构、用途、分类与发展。
掌握该机的工作原理、型号规格表示方法。
掌握硫化机主要参数（分离力、合模力、总压力、电机功率）的分析及计算。
掌握该机主电机选型及多种传动形式的组成、运动轨迹。
掌握该机主要典型零部件（蒸汽室、中心机构、升降机构、后冲气装置等）的主要技术性能、结构类型、工作原理、主要构型尺寸计算、受力分析等主要设计内容的设计计算及确认。
了解两类硫化机的基本差异。
四、塑料机械部分课程内容及学时分配
（一）理论教学（30学时）
1、绪论
了解本课程的研究对象、内容，了解本课程的地位、作用和任务。
2、塑料挤出成型设备概论
了解塑料挤出成型设备的特点及组成；了解挤出机的分类及主要技术参数；了解挤出机螺杆的分段及其基本参数。
3、固体输送理论
了解固体输送理论的基本假设条件；一般了解固体输送理论基本方程的基本推导过程；了解固体输送理论的基本方程；了解关于固体输送理论的主要结论及固体输送理论在实践中的应用。
4、熔融理论
了解熔融理论的基本假设及熔融模型的建立；一般了解熔融理论基本方程的推导过程；了解熔融理论的基本方程及主要结论及熔融理论在实践中的应用。
5、熔体输送理论
了解熔体输送理论的基本假设；一般了解生产率基本方程的推导过程及基本方程；了解影响挤出及生产能力的主要因素。
6、挤压系统的设计
掌握普通螺杆的基本设计方法及材质的选择和制造方法；了解几种新型螺杆的结构、工作原理和性能（分离型、屏障型、分流型）；了解机筒的几种结构形式及材质选择和制造方法；了解机筒、螺杆的安装要求。
7、挤出机传动系统的设计
了解挤出机的工作特性；掌握确定传动功率、转速范围、调速方式、减速方式、安全保护装置的方法。
8、排气挤出机
一般了解排气挤出机的工作原理及排气螺杆的分类；一般了解流量平衡和冒料及波动的关系；一般了解如何做到压力平衡；一般了解排气螺杆的一个重要参数----泵比。
9、双螺杆挤出机
一般了解双螺杆挤出机的基本结构及分类；一般了解异向向外旋转双螺杆挤出机的工作机理及工作特点；一般了解同向旋转双螺杆挤出机的工作机理及工作特点。
10、挤出机的发展
了解目前挤出机的发展方向和发展趋势
11、塑料注射成型机概论
了解注射成型机的基本组成及分类；了解注射成型机的工作原理
12、注射成型机的基本参数
了解注射量、注射压力、注射速率、注射功率、塑化能力及回复率等几个注射部分主要参数的含义
了解合模力、合模装置的基本尺寸等几个合模部分主要参数的含义；了解移模速度、机器循环次数等几个技术指标的含义。
13、注射装置
了解注射装置的分类及其工作原理；了解注射螺杆与挤出螺杆的区别；一般了解注射螺杆的几种传动形式
14、合模装置
了解合模装置的两种主要形式----液压式、肘杆式；了解液压式合模装置的主要形式及主要特点；了解肘杆式合模装置的主要形式及主要特点；了解设计选用时应注意的几个问题。
15、注射成型机的驱动与安全装置
了解注射成型机驱动形式的分类；了解注射成型机几种安全与保护装置。
16、注射成型机的发展
一般了解注射成型机的发展趋势和发展方向；一般了解几种新型的注射成型机；一般了解几种新型的注射工艺和设备。
（二）课外作业
讲述完挤出成型机和注射成型机后，都应布置适当数量的课外习题。
习题主要是思考题。
习题要紧扣各部分基本内容及要求，使学生对所学主要内容有一个思考及复习的过程。
（三）实践教学（2学时）
为了帮助学生加深对理论课的理解，使学生对所学设备有一个感性的认识，在讲述塑料挤出机和塑料注射机时，应安排学生到相应的工厂或实验室参观，教师结合课本内容对看到的设备做现场讲解。
一、几点说明
1、课程的教学，应注意结合实际，因此在内容选取、课外作业等方面要注意针对性。
2、本课程的教学要注重基本技能的培养，着重培养学生以后在实践中解决问题、处理问题的能力。
3、在讲述塑料挤出机、塑料注射机的同时，适当讲述一些橡胶挤出机、橡胶注射机的内容。
4．有条件的时候，多给学生讲述一些当前国际国内同专业比较先进的技术和设备。
5．本课程的实验内容由另设的专业实验课完成；
6．本课程的实习内容由另设的生产实习课完成；
7．本课程所授内容与“塑料机械设计”课程密切相关并相辅相成，两门课程加之“橡塑成型模具”共组为高分子材料加工机械设计体系。