21世纪是数字化的时代、信息的时代、也是设计的时代。设计是当今企业乃至国家寻求发展的重要因素。下文是我为大家搜集整理的工业设计毕业论文优秀范文的内容,欢迎大家阅读参考!
工业设计毕业论文优秀范文篇1
浅谈以人为本的工业设计认知观
一、工业设计初体验
印象中的工业设计,可以设计汽车,可以设计飞船,总是感觉这个专业非常强大,无所不能,只要你说得出来,它都可以参与进去。在学习工业设计的时候,很多男生心里都有一个梦想,希望自己在毕业之后能够成为一名汽车设计师,我也一样。于是对于工业设计的理解就是不停地画草图,努力地学软件。理想很丰富,很美满,等我们走进了工业设计这个专业,才发现它和自己想象中的设计有太多的不同,才真正体会到说设计就好比“戴着镣铐跳舞”这句名言的真谛。汽车设计师,准确说应该叫概念汽车造型设计师,这是现在的我对于当时那个梦想的定义。这个梦想破灭的同时,意味着我对工业设计的理解多了一点认识。我们在学生年代对于工业设计的认知,关注更多的是在产品的造型层面,纯粹在产品的形态和色彩上花心思,再赋予产品一些自以为是的材料和工艺,这个时期所提出的一些方案,现在想来都不敢称为设计,顶多也就是带着一丝想法的幼稚的草图,而且都只能停留在纸上。毕业之后,在企业里任职期间才接触了设计,发现自己对于这个专业有太多的不足,需要学习很多实践性的专业知识。我把更多的时间用在专业技能的提升上,以及对于产品材料构造、工艺结构知识的实践上,对于产品的制造与生产有了初步的了解。同时也学习了市场与设计的一些关系,市场需要什么,企业就会生产什么,哪个产品好卖,客户就会让我们“设计”什么样的产品。
在从学生到参加工作的这段时间,之前一些天真稚嫩的想法都不再有了,而是多了一些实际的考虑,懂得思考把作品变成产品的可能性因素,偶尔也会思考设计的过程合理性,在这个过程中才发现客户主导了设计的方向。这时候,我才懂得去思考关于工业设计的认知问题,有了想法掌握了技能懂得了生产,做出了方案满足了老板完成了任务,这就叫工业设计吗?在这个过程中,产品是主体,客户是最终目标,也就是说只要搞定了老板就意味着项目的成功。这种描述好像和标准的工业设计定义有太大的区别。产品、客户、消费者,我们的工业设计到底要搞定谁呢?谁是重点?显然,如果工业设计关注的重点是客户的话,我觉得是不可取的,这样的话我感觉自己不像个设计师,因为老板让我干什么我就干什么,那还需要我干什么呢?他需要的只是一个绘图员而已,顶多称为产品外观设计师。
二、从手机谈工业设计
工业设计的目标是不是产品呢?我们都知道工业设计有狭义和广义之分,而狭义上的工业设计把重点放在了有形的实体产品上,即产品设计。在这里,我想以自己对工业设计的理解从设计的角度去说说手机这个实体产品。第一台手机是由摩托罗拉生产的,大哥大的手机造型直到现在都深入人心。手机通信技术的发展经历了模拟手机时代、GSM时代、2G/3G时代以及现在即将普及的4G时代。随着技术的不断进步,手机的样式也是千变万化,从笨重的大哥大到今天轻薄的苹果6,工业设计在手机这个产品上扮演着极其重要的角色,特别是在2G时代,上百个品牌上千种手机造型,让你眼花缭乱。诺基亚品牌是2G时代手机市场中的大哥大,一年甚至可以推出一百多款手机造型,摩托罗拉、索尼品牌手机紧随其后,这些品牌的工业设计做得非常成功,直到现在都能让人记得那一款款经典机型。但是到了3G/4G时代,这些品牌风光不再,诺基亚被微软收购,MOTO被谷歌吞并,索尼退出手机市场,在激烈的手机市场份额竞争中,这些曾经的手机品牌王者退出了历史舞台。
在这个过程中,竞争虽然激烈,但是苹果手机却能够独树一帜,生存并发展壮大到今天王者的地位。我们可以研究一下苹果的工业设计,从第一代手机到现在的6S,每年推出的产品屈指可数,但是它的品牌生命力和产品竞争力不是其他品牌所能够比拟的。手机工业设计已从2G时代的机海战术,变成了现在3G、4G时代的机皇战术。然而,3G、4G时代各个品牌的手机造型,却都是大同小异,大屏幕、轻薄化。如果说砖头一样的大哥大是属于MOTO的经典之作,那么现在瓦片一样的大屏手机又能够代表哪个品牌呢?显然工业设计在手机的2G时代是最火热的,因为手机造型的需求量非常大。
反之,3G、4G时代手机的工业设计是难的,但绝对不是因为需求量变小,有技术成分的因素,也有设计方向的转变问题。如果手机继续发展下去,它还会需要工业设计吗?我认为手机品牌的激烈竞争,成也工业设计败也工业设计,关键在于看这些品牌怎样来理解工业设计的概念。同样,电视机产品的工业设计也面临这个问题,发展到今天,电视机已经连边框都没有了,我们还能设计什么呢?设计电视的底座和支架吗?如果我们还只是把工业设计理解成产品造型设计,那手机和电视机的发展无疑会告诉你,以这样的观念来选择工业设计那是没有前途的。特别是当前的3D打印技术的猛烈发展,也进一步地验证了这一点,想法人人都可以有,再加上万能的3D打印,可以想象,当人人都是设计师的时候,就不存在设计师的说法了。所以,如果我们把工业设计的重点定位在产品上,手机、电视机、3D打印机的发展都能够说明这个发展方向的局限性。那么,工业设计的重点只能是放在“人”身上,我们必须从狭义的工业设计概念中跳出来。广义的工业设计概念,把工业设计理解成一个以人为本的设计服务过程,要求我们不能再用传统的眼光、方法来对待工业设计,要走出传统的工业设计定义范畴。
三、工业设计中的造型与结构
之前谈过学生时代有成为汽车设计师的梦想,这个梦想也只是建立在狭义的工业设计概念认知基础上,关注的只是产品的造型色彩,甚至连产品的结构设计都忽略了。这个阶段自然不会考虑造型设计与结构设计之间的关系,也可以说是结构设计无意识地服从了造型设计。在有了一定的工作经验之后,发现在设计过程中存在这样那样条条框框的限制,特别是在结构设计这个环节,给我们造成很大的困扰和压力,更多的项目只是要求在现有产品结构的基础上进行外观的设计,这时候的造型设计必须服务结构设计,这也可以称为我们设计的初体验。在积累了比较扎实的设计经验之后,我们就得反思这个设计过程,真正产品的创新绝不是停留在造型上,绝不是被限制在结构上,相反,它对于结构设计提出更高的要求。我们开始慢慢意识到产品的创新,应该包括但不限于产品的造型创新及结构创新。在反思的过程中,我们开始学会以广义的工业设计去思考设计问题,把工业设计的重点从产品、客户身上转移到人的因素上,从消费者的角度去寻找产品创新机会的突破口。此时此刻才能体会到,成熟的工业设计师在产品创新的过程中,更多的是关注人的需求,以人的需求为导向来主导设计过程,有意识地让结构设计来配合造型设计。
四、关于工业设计的改良与创新
设计的目的是为了创新,创新的方法中包括了改良型设计和创新型设计。直到现在,我认为我所经历过的设计,百分之九十九都是属于改良型设计,还剩的百分之一,其实也只是自己一相情愿的想法而已。深圳山寨机,莆田高仿鞋,它们为什么会存在并广为人知,我认为不仅仅是因为它们具有市场。山寨、高仿也是属于产品改良型设计,因为我们的设计需要经历这样一个过程,借鉴的过程。但是在这个过程之后,很多厂商从山寨、高仿得到好处之后却不懂得创新,一味地改良,导致产品没有了竞争力,企业丧失了发展的机会而被淘汰。工业设计更多的是需要创新性设计,而不是改良型。所以山寨、高仿不是有效的可持续的创新途径,从2008年温家宝给中国工业设计协会写了要高度重视工业设计开始,就注定了山寨机、高仿鞋的灭亡。企业对于工业设计的认识不能停留在单一的改良设计来进行产品创新,应该将创新的重点从产品设计过程转移到设计的研究过程,从产品的生产制造过程转移到人与产品相互关系的研究,进行以人为本的创新性产品设计开发。
五、工业设计的广与精
随着这几年工业设计市场的不断成熟,市场竞争也越来越激烈,怎样保证工业设计的竞争力,成为我们不得不去思考的一个问题。俗话说术业有专攻,工业设计想做得好,就必须得把它做精,通过去细分市场来实现。一方面,我们可以专注于某个行业的工业设计,在这个产品领域内积累出雄厚的设计力量,形成行业内的拳头产品保持竞争力。另一方面,我们也可以专注于工业设计内的某个环节,比如战略咨询、产品规划等工业设计前期内容,也可以是产品设计、制造、生产等后期环节。工业设计是一项高度综合性的交叉学科,美学、经济学、心理学力学等学科知识都有涉及,它是一门系统性的综合学科,所以我认为每一个成功工业设计案例的背后,都站着一群人,而不是某一个人的功劳。
工业设计强调个人分工的同时更注重团队协作来完成项目。我所理解的工业设计,不再像以前那样,通过理想化的个人英雄主义形式来完成设计救赎,这种形式的设计对于当前形势下的工业设计不科学不合理,不可取,不利于工业设计未来的发展。既然是团队合作、个人分工,那么我们在选择工业设计的时候,就可以根据自己的实际情况,有针对性地选择学习和锻炼工业设计的某个环节或者方向,这样就可以实现工业设计的深耕细作,这样才能够让工业设计的生命力更加旺盛,让自己具有核心的竞争力。随着工业设计理念的不断发展和完善,设计已经从对产品、对物的关注转向了对人的关注,对人的生活和情感的关注,转向了对人类生存环境的关注,出现了很多新的设计理念:体验式设计、交互式设计、服务设计等,所以我们也应该抛弃传统的工业设计观念,走进以人为本的广义工业设计概念中,与时俱进。
工业设计毕业论文优秀范文篇2
试谈实用主义工业设计
1当前我国的消费文化以及设计道德状况探讨
实用主义为了达到效用与利益的目标可以摒弃原则与假定必需的东西,无疑这会带来很多社会问题:为了卫生与方便,我们每天都在制造一次性餐具垃圾,每个婴儿都会用尿不湿,每次购物都会有一个甚至一堆塑料袋,每次喝饮料都会制造一个塑料瓶废品等等,这直接导致了资源的大量浪费以及城市周边堆积如上的垃圾堆,我们不禁反思实用和主义、工业化到底给我们带来了什么?工业设计价值观作为社会价值观的一部分,也具有社会整体价值观的一般的特征。工业设计的目标是服务工业生产,辅助实现工业产品效益并提高产品的附加价值,由于人们无休止的私欲激发了工业的生产,从而使设计不由自主的卷入其中,成了工业化的傀儡而不能自拔。
2我国设计应具有的道德及文化
在设计方面,每个民族都有自己的特征鲜明并且积极的设计文化与道德,同样,我国有着深厚的民族底蕴与传统美德,有着丰富的关于造物的文化与道德观。关于器物道德的记载,最早见于《道德经》,老子说:“道生之,德畜之,物形之,器成之。是以万物莫不尊道而贵德。意思是说,器成,需要有事物的规律与生产方法,其次是器物的文化与德行,再加上物质条件赋予其外形。可见,先秦时期的造物道德放之今日依然有其现实意义,我们现在的工业生产何尝不是如此呢?每个行业需要具备生产工艺、行业规范、行业文化等,再加上具体产品,才能达到“器成”的要求。宋明时期,理学倡导“存天理,灭人欲”,主张抑制私人欲望,将伦理道德推向极致,这种思想也直接影响了当时的器物文化。虽然没有直接说明当时的器物思想,但是通过当时的社会价值观可以窥见当时的器物文化,毕竟器物文化来源于社会文化。
例如,宋代的瓷器,釉色朴素,形态不事雕琢;明代家具,无论造型、材料还是其中的人文思想,都是古今设计的典范。通过这种禁欲与推崇伦理道德的思想可以看出,我国古代的正统思想重视事物的自然规律,重视人的修养及德行的提高,以禁欲来维护世间道德,可以说,体现出了我国传统文化主张朴素、维护自然及社会道德的特征。在今日我国市场经济条件下,显然这种思想是行不通的,因为实用主义生活哲学占据了社会主流地位,每个人都在追求个人利益的最大化,都在实现自我的最大发展,也因此使社会出现很多重效益不计后果、重指标不计投入的社会现象,但是,这不是我们当今社会的本质要求。针对以往粗放型的经济发展模式以及生活方式,我国提出“资源节约型、环境友好型”的经济发展新方针,强调“可持续发展”目标,不再以指标作为唯一的衡量标准,经济增长由粗放型改为集约型,这些都体现出当前我国充分考量了资源、环境与人的关系,更加注重系统的和谐发展。试问,这些现象不正是“天人合一”的体现吗?可见,我们并不是没有工业设计的文化与道德,只是人们忙于实现自身的利益、贪图方便与效率,从而导致了上述问题的发生。
3设计道德回归的可能性分析
工业设计道德的回归首先需要社会生活道德、生活哲学的回归,毕竟有什么样的生活道德与哲学,就有什么样的消费哲学与设计哲学。我国传统哲学是以儒家哲学为主导,儒、道、释三教相融合而发展,形成我国传统哲学的基本特征,而当代我们面临的是西方哲学思想的冲击,能否形成中西哲学的融合与发展是当代我国当代哲学发展的新挑战。牟宗三先生的说过,“中国未来的哲学特质,在于中国传统主流哲学与当代西方哲学的融合,从而形成新时代特征的中国哲学。”[3]我国正处在传统文化与西方价值观激烈碰撞的时代,受西方哲学、价值观、生活方式影响很大。
但可喜的是,近年来我国逐渐重视传统文化与传统哲学,逐渐对当代不良的、实用主义特征的重指标、重眼前效益的价值观进行了纠正,开始回归“可持续发展”观,“环境友好型”“资源节约型”等,既重视效益又协调整体协调的全面发展观,颇有“存天理”“致良知”“天人合一”的哲学意味。同时,主流媒体加大了工艺公告的投放力度,对社会节约、环保、和谐等思想进行了大力弘扬,这些都是我国传统哲学思想与优秀传统发扬的典型例子。通过这些现象可以看出,我们在中西方道德文化激烈碰撞中并没有迷失自己,而是把握住了自己文化的前进方向,从而对弘扬具有我国传统哲学特征的价值观、器物观有着积极的建设意义,社会哲学、价值观问题的解决,工业道德、设计道德问题也会水到渠成。实用主义的社会哲学,是以个人、民主、进化的观念为基础。
4结语
工业设计道德的回归需要工业文化的回归,更需要社会大众生活态度的转变与价值观的转变,而这些又是与社会时代哲学密不可分的。通过新中国成立以来经济、社会的快速发展,我们既从实用主义哲学中收到巨大的建设成果,也在享受成果的同时忍受了种种社会苦果,现在我们终于慢慢意识到一味追求传统哲学不可取,一味崇拜实用目标也不可取,只有将二者结合,发挥各自的优势,才能均衡社会哲学文化的体系,从而产生具有符合我国当代哲学观的设计。
工业设计毕业论文优秀范文篇3
浅析混合现实技术在工业设计的作用
虚拟现实技术
虚拟现实是以可计算信息为基础的一种沉浸式交互环境,此现代高科技的核心为计算机技术,进而形成以味觉、触觉、视觉、嗅觉和听觉为主导的感官世界和虚拟环境,用户可通过各项传感设备实现与虚拟环境的交互,进而产生相互影响和身临其境的作用。虚拟现实技术具有构想性、交互性和沉浸性的基本特征,是综合人工智能技术、计算机图形学、计算机网络技术、多媒体技术和仿真技术的一种计算机高级人机界面,通过多传感技术和并行处理技术,向用户提供良好的触觉、听觉和视觉等感官功能,用户可沉浸于该虚拟境界,通过手势和语言等方式与其建立起实时交互,为用户创建起适应用户需求的多维信息空间。
混和现实技术
混合现实技术是基于虚拟现实技术发展起来的一种增强现实技术,通过可视化技术和计算机图形技术实现现实环境中没有的虚拟对象,在传感技术的帮助下在真实环境中准确“放置”虚拟对象,使虚拟对象和真实环境同时叠加至一个空间。用户可通过头盔显示器等显示设备观察现实环境与虚拟对象融合的新环境,从而产生一个全新的感官世界。混合现实技术为用户提供了不同于日常生活的感知信息,人们在接触真实世界的同时,也可接触到虚拟的信息内容,通过叠加和补充两种信息,使用户获得良好的使用体验。混合现实技术的核心是通过附加信息增强用户对现实环境的感知和观察,而非将现实世界转换为虚拟世界。
混合现实技术在工业设计中的应用
混合现实技术是基于虚拟现实而发展和普及的,故和虚拟现实系统的硬件结构有一定的一致性和继承性。计算机课可通过混合现实系统将虚拟的图像、文字和物体生成相关信息,并将这些信息叠加在用户可视范围内,使用户可感官真实物体上的虚拟信息。这些与现实相关的虚拟辅助信息可有效增加用户的使用体验,而注册和显示是混合现实中的关键技术,该系统中不可或缺的外部设备为方位跟踪器和头盔显示器。
1.产品的外形设计
混合现实技术可被运用于产品外形设计,可根据对产品的研发要求,多次评测和修改产品的外形,此类修改方式对产品方案修改效率的提高具有积极意义,在很大程度上减少了产品研发风险,有利于建模数据的构建,而冲压模具的基础设计和仿真加工等环节也可直接运用系统生成的建模数据。
2.产品的布局设计
混合现实技术也可用于研发布局较为繁杂的产品,可对产品布局进行相应的整合和设计。该技术的应用可有效显示出产品布局,使设计者直观全面的观察产品设计,避免不合理的设计问题出现,最大化的提升产品结构和布局的设计,使产品布局具有较高的准确性。(本文来自于《设计艺术》杂志。《设计艺术》杂志简介详见.)
3.产品的运动和动力学仿真
运动物件类产品设计需注重工作时产品的运动协调关系,针对产品运动时可能出现的问题进行重点核实,例如动力学性能、产品强度和运动干涉检查。现阶段的企业生产线均由各个环节组合而成,各个环节间的配合度和协调度在很大程度上决定了产品的生产质量。混合现实技术可在产品生产环节的基础上设计出仿真技术,该仿真技术可有效设计和配置生产工作流程,具有直观性的特点。
3D技术和混合现实技术是广告设计中的主力军,两者的合理组合可有效实现逼真的广告效果。混合现实技术和三维动画技术可将产品外形直观的置入广告中,且将产品内部结构通过模型向受众展现出来。此外,这两项技术的运用还可详细介绍该产品的生产过程,例如产品的维修、装配、工作和使用等过程,在网络技术发达的21世纪,产品广告和产品推广活动的核心就是直观、生动,在传播方位方面较为广泛。现阶段的网络漫游技术是扩宽广告范围的关键,对产品广告的详细程度和推广范围具有积极影响,例如工厂、城市、车间、设计图纸和机器结构,使用户可快速准确的获取广告信息。
随着科学技术的发展,混合现实技术已经被日渐运用在社会的各个领域,而混合现实技术的发展和普及对产品设计产生了较为深远的影响,直接导致产品设计和生成手段的改变。混合现实技术促进了产品设计思维的活跃,虽然混合现实技术被运用于各领域的时间较短,在一定程度上存在缺陷,但其自身所具有的优势确定了其成为人机接口的重要方式。产品通过运用混合现实技术,实现产品生产过程的数字化,而虚拟产品的设计不论从信息存储还是功能上均与现实计算机模型接近,高度相似的虚拟产品促进了虚拟现实技术的发展,也使其成为产品设计中的主要方式。
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下文供参考,只要自己加一个标题,摘要,关键词,参考文献就可以了。以说为了维护社会的安宁和人民群众的合法权益,民警付出了鲜血和生命的代价。然而近年来,以维护公民合法权益为己任的人民警察自身权益却受到诸多不法侵害,民警的执法权威受到严峻挑战。这一突出问题,严重挫伤了民警的工作热情,削弱了
维护民警执法权威之我见
XX县公安局 纪委 蔡新恒
一直以来,“铁肩担道义、热血铸警魂”是人民警察的真实写照。据资料反映,建国以来,全国公安机关有近两万多名民警以身殉职,二十余万民警光荣负伤,平均每天有一名民警牺牲,平均每天有十名民警负伤。可以说为了维护社会的安宁和人民群众的合法权益,民警付出了鲜血和生命的代价。然而近年来,以维护公民合法权益为己任的人民警察自身权益却受到诸多不法侵害,民警的执法权威受到严峻挑战。这一突出问题,严重挫伤了民警的工作热情,削弱了公安机关的执法权威,也制约了公安机关的健康发展。笔者作为工作在一线的公安民警,对此感受颇深,有幸借理论交流之平台,不揣拙笔对此问题作以浅析。
一、当前民警执法现状
近年来,民警在依法执行警务活动被围攻、谩骂、殴打、诬陷等新闻屡见报端。一些不法分子为逃避处罚、规避责任,不惜以纠缠、谩骂、殴打等方式干扰、阻碍民警正常执法,更有甚者,在未达到目的后竟然采取恶意投诉、告黑状等形式报复、打击民警。XX县为例,近年来,我局纪检、信访、督察等部门在受理来信来访的投诉中,其中查证属实的只占投诉总量的63%。同时,社会上一些居心叵测、曾经受过公安机关依法打击、对警察怀有敌意的人,利用民警在公共场所执行警务活动时,煽动被执行警务群众侮辱、谩骂甚至殴打人民警察。由于我们的民警身着警服加之各种规章制度的约束,对此只能忍气吞声、息事宁人。近期,我局在处置一起群体性事件中,一些不法分子借机起哄、殴打执法民警,导致我局多名民警被打伤或抓伤,连执法民警的衣服也被不法分子撕破,在社会上造成很坏的影响。这些侵权行为不仅给民警的心理、身体造成极大的损害,也大大挫伤了民警的工作热情,同时也严重干扰了公安机关的正常执法活动,削弱了人民警察的执法权威,在社会上造成了极其恶劣的影响。诸上事实证明,维护民警的合法权益,保证民警的执法权威,迫在眉睫,势在必行。
二、袭警案件多发的主要原因
(一)社会负面影响较多,少数当事群众法制观念淡薄。公安机关作为维护社会稳定的职能部门,经常处在调处各类社会矛盾和不安定因素的前沿,一些群众很容易将不满情绪转移到民警身上。特别是少数地方政府在工作中遇到了阻力,时常要求公安机关处理一些非警务活动,公安机关受“条块”领导机制的约束,不得已而为之,因此,更加容易引起群众的对立和反感,把抗拒、阻碍民警执法作为宣泄情绪、发泄不满的一种途径。个别群众对暴力阻碍民警执行公务的违法性认识不足,认为对民警骂两句、打两下“算不了什么”;有的群众本着“法不责众”的侥幸心理,趁机起哄。
(二)法律对民警依法执行公务的保障制度不健全。在人民警察法、刑法、治安管理处罚法的规定中,只对严重侵害公安民警人身安全行为作出了处罚规定。对一般的揪打民警,撕坏民警衣服、警衔标志,辱骂、唾吐、侮辱民警,诬告、诬陷民警的案件和事件,缺乏有力的法律依据进行处罚,对不法分子起不到威慑作用。
(三)个别民警自身素质不高,处置突发事件能力不足。一是少数民警执法不规范、不文明容易引起群众反感,导致矛盾激化,产生抵触情绪和行为。有的民警不善于化解矛盾,往往以硬碰硬,遇到群众情绪激动时控制不住自己情绪,导致矛盾愈演愈烈。二是一些民警思想麻痹、自我保护意识差,对执勤中潜在的危险预测不到或估计不足。有的执勤行为不规范,对规定的巡逻、盘查、搜查和讯问时的操作程序没有认真落实,给不法之徒以可乘之机。三是平时疏于训练,在执行公务中不能熟练运用有关技能,采取果断措施制服违法犯罪嫌疑人,遇到危险时缺乏自我防护能力;四是证据意识不强,在袭警案(事)件发生后,不注意保护现场、收集证据,给案件查处工作带来难度。
三、袭警案件的治理对策
从表面上看袭警案件侵害的是民警个人,但实质上侵害活动直指国家法律,是对国家执法权威的公然挑衅。公安机关必须采取扎实有效措施最大限度地遏制这种不法行为的蔓延滋长势头。
(一)加大法律法规的宣传力度,为民警执法营造良好的社会环境。各级公安机关要积极采取措施,充分利用广播、电视、报纸等宣传载体,加大法律、法规的宣传力度,宣传公安民警依法执行公务是受法律保护的,引导群众积极配合支持民警的执法活动,从舆论上为公安民警创造良好的执法环境。要有选择地对查处侵害民警执法权益的典型案例进行宣传,教育群众,唤醒广大民众的法制意识。要进一步加强新形势下的警民公共关系建设,树立人民警察为人民的良好社会形象,打牢公安民警的群众基础。
(二)加大打击处理力度,维护民警的合法权益。一是对袭击民警、侵害民警执法权益的各类现行案(事)件,要加大查处力度,坚决打击不法分子的嚣张气焰。对一般参与和轻微违法者,要加强教育;二是对触犯刑律的,要依照法律程序追究其刑事责任;对违反《治安管理处罚法》的妨碍执行公务行为,要在对不法侵害人依法进行处罚的同时,责令其赔偿民警必要的损失和医疗费用,并在一定范围内赔礼道歉,消除影响;三是对民警执法和执行公务后受到的不实举报和投诉,要在认真调查核实的基础上,随时澄清事实,消除群众的误解和民警的心理压力。对属于恶意诬告并对民警名誉造成严重损害的,要通过法律渠道追究有关人员责任,为受害民警讨回公道。
(三)加大业务技能培训力度,提高民警的处警能力。进一步树立执法为民的思想观念,在工作中坚持严格依法办事,既要勇于公正、严格执法,又要善于讲究工作艺术,文明执法。同时大力加强业务知识培训和岗位技能训练,不断增强民警的防卫意识、执法水平和实战技能,不断提高民警的现场处置能力和应付突发事件的能力,使他们在执行警务的过程中尽量减少与群众的“磨擦系数”。
(四)健全警务保障机制,确保民警在警务活动中有的放矢。公安机关在依法履行服务人民、打击犯罪这一职责的基础上,要积极协调相关职能部门,进一步建立健全警务保障机制。所谓警务保障,就是确保人民警察依法执行职务,有效地履行职责所必需的各种保障。一是法律保障。人民警察依法执行职务,受法律保护,不受非法干扰;对拒绝、妨碍人民警察依法执行职务的行为,要追究法律责任。各级公安机关要在现有法律、法规的基础上摸索、健全一套便于操作的民警维权办法。成立在公安机关党委领导下的维护公安民警合法权益协会或人民警察权益保障协会,并积极发挥职能作用,保证民警在受到不法侵害时,苦有地方诉,冤有地方伸。二是物质保障。人民警察依法执行职务,各级政府要在经费、装备、科技等方面给予保障。要加强一线执勤民警的装备建设,为一线实战单位和一线执法民警配备防弹衣、防暴头盔、警棍等防护设施,为民警执法活动提供安全保障。三是生活保障。各级政府切实落实上级对人民警察工资标准“高于地方,略低于军队”的规定,进一步健全和完善保险、福利以及抚恤优抚制度。切实杜绝“英雄”流血又流泪的现象发生。
(五)提倡民警用法维权。据上海晚报报道:XX市三名治安民警在执行公务中受到一醉汉的不法伤害,为维护正当执法权益,三民警把醉汉告上了法庭。我们在为这三名民警运用法律维护自己合法权益叫好的同时,不禁要问其他民警为何不用法律来维护自己的合法权益呢?
我国《人民警察法》第一章第五条规定:人民警察依法执行职务,受法律保护;第五章第三十五条第一款规定:公然侮辱正在执行职务的人民警察的给予治安管理处罚,构成犯罪的,要依法追究刑事责任。所以,我们应大力提倡公安民警运用法律武器来维护自己正当权益。一是在维护民警合法权益的同时,可以推动民警学习法律、法规的积极性和主动性,提高民警日常执法的合理性;二是打击无视法律、法规公然侮辱和伤害民警的犯罪人员的同时,树立法律的权威性和震慑力,减少侮辱和伤害民警事(案)件的发生;三是可以增强广大群众的法制意识,维护警察的个人尊严和社会地位,促进群众主动配合民警的执法活动,强化警民关系。为了社会的安定,希望少看到一些侮辱和伤害警察事件的发生。为了保护警察的合法权益,希望更多的警察运用法律来维护自己的权利。
你得把英文文献的关键词发给我,你没有留邮箱怎么给你发啊
摘 要:虚拟现实技术是一项集成性极高的高新信息技术,本文通过对VR技术的讨论分析了VR技术土木工程中的应用,指出VR技术必将在土木工程中发挥越来越重要的作用。
关键词:虚拟现实技术 土木工程 可视化计算
一、引言
随着我国经济的稳步增长和基础建设规模的加入,建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂,对土木工程学科管理的科学性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木建筑工程项目管理现代化的要求和本领域的研究热点。虚拟现实技术(Virtual Reality, VR)是综合性与集成性极强的高新技术,在军事、医学、设计、艺术、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。土木工程中的虚拟现实技术涉及土木工程领域的各个学科,已显示出一定的实用性,技术潜力十分巨大,应用前景非常广阔[1]。
二、虚拟现实技术及其特点
虚拟现实技术,又称灵境技术,是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支,大大推进了计算机技术的发展。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的,并非是真实的,但当用户进入这一局部世界时,在感觉上与现实世界却是基本相同的。因此,虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状,给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界,在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中,使参与者可直接参与和探索虚拟对象所处环境的作用和变化,仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以,虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。
1.沉浸性
虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点,由计算机产生逼真的三维立体图像,使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。
2.交互性
虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。
3.多感知性
由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。
三、虚拟现实技术在土木工程中的应用
1.虚拟现实技术在土木工程中的应用前景
在土木工程中,长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的内容,如用平面图、剖面图、立面图等平面图形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑,用比较抽象的图形和精练的语言来描述复杂的场景,以传递大量的信息。但这一种信息处理与传递方式受到信息接受者所从事的职业、知识结构及理解能力的影响,交流起来非常困难。
VR技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界,也可以表示虚拟的世界。表示真实世界时,可以突破物理空间和时间的约束,做到能“超越现实”;在表示虚拟世界时,又能使其中的虚拟物体表示出三维逼真感,以达到身临其境的感受,最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的三维信息空间”。VR技术为用户提供了一种新型的人机接口,它利用计算机生成交互式三维环境,不仅使参与者能够感受到景物或模型的逼真存在,并且对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。
2.虚拟现实技术在土木工程中的应用领域
由于具有上述的优势特征,虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用,并且具有广阔的应用前景。现阶段,虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2]。
(1)在虚拟施工过程和施工结构计算中的应用[3]
在实际工程施工中,复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的问题,前者难点关键就在于施工现场的结构构件及机械设备间的空间关系的表达;后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。
基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术,在虚拟的环境中,建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型(虚拟模型),形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统,让系统中的模型具有动态性能,并对系统中的模型进行虚拟装配,根据虚拟装配的结果,在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多,起重机的布置位置、高度,缆风绳着力点的选择,构件堆场的位置,起重机的开行路线,构件起吊路线等,都是施工方案设计必须考虑的问题。若对这些问题考虑得不够,则工程施工的进度、成本等都会受到影响,甚至导致安全事故的发生。
建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中,不仅要考虑施工过程的安全性、可行性,还要考虑结构本身在施工过程中安全性、可靠性。某展览中心,钢结构屋盖支承在钢桅杆上,桅杆两端为锥形,与下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形,更为了维持结构的稳定,在钢屋盖桅杆和混凝土之间,采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆,形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中,不同的支撑方案、不同的拼接方案,在结构的不同部位会引起不同的效应,而随着连接杆件的安装,这些施工阶段的应力将残余在结构部位上,并影响到最终的结构受力安全性;并在结构就位过程中,有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确分析。用虚拟现实技术可以对不同的方案,在短时间内做大量的分析,从而保证施工方案最优化。
(2)在工程项目招标投标中的应用
建筑业是我国的支柱产业,建筑市场的过度竞争已是长期的事实。现代建筑工程项目的运作,业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内,如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此,承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时,也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标,往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作[4]。
借助虚拟仿真系统,把不能预演的施工过程和方法表现出来,不仅节省了时间和建设投资,而且不用项目经理的现场答辩,方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。
(3)在可视化计算领域的应用
可视化计算将是今后一个重要的发展方向。在科研中,人们会遇到大量数据,为从中得出有价值的规律和结论,需要对庞大的数据量进行认真分析。对科学计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示,可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化,实现参数化及可视化计算,虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。
在运用有限元法进行结构分析时,利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小,用不同颜色表示出不同的等力面;也可以任意变换角度,从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能,实时修改各种数据,以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化,概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中,将增强计算软件的前后置处理能力。例如,在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中,倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据,同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。
四、结语
虚拟现实技术在不断发展,专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍,三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。目前,虚拟现实技术还有很多不完善的地方,尤其在土木工程的研究方面,我们应努力建设虚拟现实技术实验室,开发有价值的虚拟现实工程系统,使其在工程设计、施工、管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。
参考文献
[1] 张跃.土木工程中的虚拟现实技术[N].科技日报.1997年6月23日.
[2] 沈金良.虚拟现实技术在工程设计中的应用[J].科技交流,2004,(3).
[3] 谢行浩.建筑工程系统仿真[M].北京:科学出版社,2001. 25- 37.
关键词:超高分子 量聚乙烯 工程塑料
1 引言
UHMWPE是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。世界上最早由美国Allied Chemical公司于1957年实现工业化,此后德国Hoechst公司、美国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也投入工业化生产。我国上海高桥化工厂于1964年最早研制成功并投入工业生产,70年代后期又有广州塑料厂和北京助剂二厂投入生产。限于当时条件,产物分子量约150万左右,随着工艺技术的进步,目前北京助剂二厂的产品分子量可达100万~300万以上。
UHMWPE的发展十分迅速,80年代以前,世界平均年增长率为8.5%,进入80年代以后,增长率高达15%~20%。而我国的平均年增长率在30%以上。1978年世界消耗量为12,000~12,500吨,而到1990年世界需求量约5万吨,其中美国占70%。
UHMWPE平均分子量约35万~800万,因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能。而且,UHMWPE耐低温性能优异,在-40℃时仍具有较高的冲击强度,甚至可在-269℃下使用。
UHMWPE优异的物理机械性能使它广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域,其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外,由于UHMWPE优异的生理惰性,已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用。
2 UHMWPE的成型加工
由于UHMWPE熔融状态的粘度高达108Pa*s,流动性极差,其熔体指数几乎为零,所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来,UHMWPE的加工技术得到了迅速发展,通过对普通加工设备的改造,已使UHMWPE由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。
2.1 一般加工技术
(1)压制烧结
压制烧结是UHMWPE最原始的加工方法。此法生产效率颇低,易发生氧化和降解。为了提高生产效率,可采用直接电加热法〔1〕;另外,Werner和Pfleiderer公司开发了一种超高速熔结加工法〔2〕,采用叶片式混合机,叶片旋转的最大速度可达150m/s,使物料仅在几秒内就可升至加工温度。
(2)挤出成型
挤出成型设备主要有柱塞挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤出多采用同向旋转双螺杆挤出机。
60年代大都采用柱塞式挤出机,70年代中期,日、美、西德等先后开发了单螺杆挤出工艺。日本三井石油化学公司最早于1974年取得了圆棒挤出技术的成功。北京化工大学于1994年底研制出Φ45型UHMWPE专用单螺杆挤出机,并于1997年取得了Φ65型单螺杆挤出管材工业化生产线的成功。
(3)注塑成型
日本三井石油化工公司于1974年开发了注塑成型工艺,并于1976年实现了商业化,之后又开发了往复式螺杆注塑成型技术。1985年美国Hoechst公司也实现了UHMWPE的螺杆注塑成型工艺。北京塑料研究所1983年对国产XS-ZY-125A型注射机进行了改造,成功地注射出啤酒罐装生产线用UHMWPE托轮、水泵用轴套,1985年又成功地注射出医用人工关节等。
(4)吹塑成型
UHMWPE加工时,当物料从口模挤出后,因弹性恢复而产生一定的回缩,并且几乎不发生下垂现象,故为中空容器,特别是大型容器,如油箱、大桶的吹塑创造了有利的条件。UHMWPE吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜,从而解决了HDPE薄膜长期以来存在的纵横方向强度不一致,容易造成纵向破坏的问题。
2.2 特殊加工技术
2.2.1 冻胶纺丝
以冻胶纺丝—超拉伸技术制备高强度、高模量聚乙烯纤维是70年代末出现的一种新颖纺丝方法。荷兰DSM公司最早于1979年申请专利,随后美国Allied公司、日本与荷兰联合建立的Toyobo-DSM公司、日本Mitsui公司都实现了工业化生产。中国纺织大学化纤所从1985年开始该项目的研究,逐步形成了自己的技术,制得了高性能的UHMWPE纤维〔3〕。
UHMWPE冻胶纺丝过程简述如下:溶解UHMWPE于适当的溶剂中,制成半稀溶液,经喷丝孔挤出,然后以空气或水骤冷纺丝溶液,将其凝固成冻胶原丝。在冻胶原丝中,几乎所有的溶剂被包含其中,因此UHMWPE大分子链的解缠状态被很好地保持下来,而且溶液温度的下降,导致冻胶体中UHMWPE折叠链片晶的形成。这样,通过超倍热拉伸冻胶原丝可使大分子链充分取向和高度结晶,进而使呈折叠链的大分子转变为伸直链,从而制得高强度、高模量纤维。
UHMWPE纤维是当今世界上第三代特种纤维,强度高达30.8cN/dtex,比强度是化纤中最高的,又具有较好的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐光等优良性能。它可直接制成绳索、缆绳、渔网和各种织物:防弹背心和衣服、防切割手套等,其中防弹衣的防弹效果优于芳纶。国际上已将UHMWPE纤维织成不同纤度的绳索,取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳等。UHMWPE纤维的复合材料在军事上已用作装甲兵器的壳体、雷达的防护外壳罩、头盔等;体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。
2.2.2 润滑挤出(注射)
润滑挤出(注射)成型技术是在挤出(注射)物料与模壁之间形成一层润滑层,从而降低物料各点间的剪切速率差异,减小产品的变形,同时能够实现在低温、低能耗条件下提高高粘度聚合物的挤出(注射)速度。产生润滑层的方法主要有两种:自润滑和共润滑。
(1)自润滑挤出(注射)
UHMWPE的自润滑挤出(注射)是在其中添加适量的外部润滑剂,以降低聚合物分子与金属模壁间的摩擦与剪切,提高物料流动的均匀性及脱模效果和挤出质量。外部润滑剂主要有高级脂肪酸、复合脂、有机硅树脂、石腊及其它低分子量树脂等。挤出(注射)加工前,首先将润滑剂同其它加工助剂一起混入物料中,生产时,物料中的润滑剂渗出,形成润滑层,实现自润滑挤出(注射)。
有专利报道〔4〕:将70份石蜡油、30份UHMWPE和1份氧相二氧化硅(高度分散的硅胶)混合造粒,在190℃的温度下就可实现顺利挤出(注射)。
(2)共润滑挤出(注射)
UHMWPE的共润滑挤出(注射)有两种情况,一是采用缝隙法〔5、6〕将润滑剂压入到模具中,使其在模腔内表面和熔融物料间形成润滑层;二是与低粘度树脂共混,使其作为产物的一部分(详见3.2.1)。
如:生产UHMWPE薄板时,由定量泵向模腔内输送SH200有机硅油作润滑剂,所得产品外观质量有明显提高,特别是由于挤出变形小,增加了拉伸强度。
2.2.3 辊压成型〔1〕
辊压成型是一种固态加工方法,即在UHMWPE的熔点以下对其施加一很大的压力,通过粒子形变,
有效地将粒子与粒子融合。主要设备是一带有螺槽的旋转轮和一带有舌槽的弓形滑块,舌槽与螺槽垂直。在加工过程中有效地利用了物料与器壁之间的摩擦力,产生的压力足够使UHMWPE粒子发生形变。在机座末端装有加热支台,经过模口挤出物料。如将此项辊压装置与挤压机联用,可使加工过程连续化。
2.2.4 热处理后压制成型〔8〕
把UHMWPE树脂粉末在140℃~275℃之间进行1min~30min的短期加热,发现UHMWPE的某些物理性能出人意料地大大改善。用热处理过的UHMWPE粉料压制出的制品和未热处理过的UHMPWE制品相比较,前者具有更好的物理性能和透明性,制品表面的光滑程度和低温机械性能大大提高了。
2.2.5 射频加工〔9〕
采用射频加工UHMWPE是一种崭新的加工方法,它是将UHMWPE粉末和介电损耗高的炭黑粉末均匀混合在一起,用射频辐照,产生的热可使UHMWPE粉末表面发生软化,从而使其能在一定压力下固结。用这种方法可在数分钟内模压出很厚的大型部件,其加工效率比目前UHMWPE常规模压加工高许多倍。
2.2.6 凝胶挤出法制备多孔膜〔10〕
将UHMWPE溶解在挥发溶剂中,连续挤出,然后经一个热可逆凝胶/结晶过程,使其成为一种湿润的凝胶膜,蒸除溶剂使膜干燥。由于已形成的骨架结构限制了凝胶的收缩,在干燥过程中产生微孔,经双轴拉伸达到最大空隙率而不破坏完整的多孔结构。这种材料可用作防水、通氧织物和耐化学品服装,也可用作超滤/微量过滤膜、复合薄膜和蓄电池隔板等。与其它方法相比,由此法制备的多孔UHMWPE膜具有最佳的孔径、强度和厚度等综合性能。
3 UHMWPE的改性
3.1 物理机械性能的改进
与其它工程塑料相比,UHMWPE具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差等缺点。这是由于UHMWPE的分子结构和分子聚集形态造成的,可通过填充和交联的方法加以改善。
3.1.1 填充改性
采用玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉、二氧化硅、三氧化二铝、二硫化钼、炭黑等对UHMWPE进行填充改性,可使表面硬度、刚度、蠕变性、弯曲强度、热变形温度得以较好地改善。用偶联剂处理后,效果更加明显。如填充处理后的玻璃微珠,可使热变形温度提高30℃。
玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉等可提高硬度、刚度和耐温性;二硫化钼、硅油和专用蜡可降低摩擦因数,从而进一步提高自润滑性;炭黑或金属粉可提高抗静电性和导电性以及传热性等。但是,填料改性后冲击强度略有下降,若将含量控制在40%以内,UHMWPE仍有相当高的冲击强度。
3.2.1 交联
交联是为了改善形态稳定性、耐蠕变性及环境应力开裂性。通过交联,UHMWPE的结晶度下降,被掩盖的韧性复又表现出来。交联可分为化学交联和辐射交联。化学交联是在UHMWPE中加入适当的交联剂后,在熔融过程中发生交联。辐射交联是采用电子射线或γ射线直接对UHMWPE制品进行照射使分子发生交联。UHMWPE的化学交联又分为过氧化物交联和偶联剂交联。
(1)过氧化物交联
过氧化物交联工艺分为混炼、成型和交联三步。混炼时将UHMWPE与过氧化物熔融共混,UHMWPE在过氧化物作用下产生自由基,自由基偶合而产生交联。这一步要保证温度不要太高,以免树脂完全交联。经过混炼后得到交联度很低的可继续交联型UHMWPE,在比混炼更高的温度下成型为制件,再进行交联处理。
UHMWPE经过氧化物交联后在结构上与热塑性塑料、热固性塑料和硫化橡胶都不同,它有体型结构却不是完全交联,因此在性能上兼有三者的特点,即同时具有热可塑性和优良的硬度、韧性以及耐应力开裂等性能。
国外曾报道用2,5-二甲基-2,5双过氧化叔丁基己炔-3作交联剂〔11〕,但国内很难找到。清华大学用廉价易得的过氧化二异丙苯(DCP)作为交联剂进行了研究〔12〕,结果发现:DCP用量小于1%时,可使冲击强度比纯UHMWPE提高15%~20%,特别是DCP用量为0.25%时,冲击强度可提高48%。随DCP用量的增加,热变形温度提高,可用于水暖系统的耐热管道。
(2)偶联剂交联
UHMWPE主要使用两种硅烷偶联剂:乙烯基硅氧烷和烯丙基硅氧烷,常用的有乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。偶联剂一般要靠过氧化物引发,常用的是DCP,催化剂一般采用有机锡衍生物。
硅烷交联UHMWPE的成型过程首先是使过氧化物受热分解为化学活性很高的游离基,这些游离基夺取聚合物分子中的氢原子使聚合物主链变为活性游离基,然后与硅烷产生接枝反应,接枝后的UHMWPE在水及硅醇缩合催化剂的作用下发生水解缩合,形成交联键即得硅烷交联UHMWPE。
(3)辐射交联
在一定剂量电子射线或γ射线作用下,UHMWPE分子结构中的一部分主链或侧链可能被射线切断,产生一定数量的游离基,这些游离基彼此结合形成交联链,使UHMWPE的线型分子结构转变为网状大分子结构。经一定剂量辐照后,UHMWPE的蠕变性、浸油性和硬度等物理性能得到一定程度的改善。
用γ射线对人造UHMWPE关节进行辐射,在消毒的同时使其发生交联,可增强人造关节的硬度和亲水性,并且使耐蠕变性得以提高〔13〕,从而延长其使用寿命。
有研究〔14〕表明,将辐照与PTFE接枝相结合,也可改善UHMWPE的磨损和蠕变行为。这种材料具有组织容忍性,适于体内移植。
3.2 加工性能的改进
UHMWPE树脂的分子链较长,易受剪切力作用发生断裂,或受热发生降解。因此,较低的加工温度,较短的加工时间和降低对它的剪切是非常必要的。
为了解决UHMWPE的加工问题,除对普通成型机械进行特殊设计外,还可对树脂配方进行改进:与其它树脂共混或加入流动改性剂,使之能在普通挤出机和注塑机上成型加工,这就是2.2.2中介绍的润滑挤出(注射)。 3.2.1 共混改性
共混法改善UHMWPE的熔体流动性是最有效、最简便和最实用的途径。目前,这方面的技术多见于专利文献。共混所用的第二组份主要是指低熔点、低粘度树脂,有LDPE、HDPE、PP、聚酯等,其中使用较多的是中分子量PE(分子量40万~60万)和低分子量PE(分子量<40万)。当共混体系被加热到熔点以上时,UHMWPE树脂就会悬浮在第二组份树脂的液相中,形成可挤出、可注射的悬浮体物料。
(1)与低、中分子量PE共混
UHMWPE与分子量低的LDPE(分子量1,000~20,000,以5,000~12,000为最佳)共混可使其成型加工性获得显著改善,但同时会使拉伸强度、挠曲弹性等力学性能有所下降。HDPE也能显著改善UHMWPE的加
工流动性,但也会引起冲击强度、耐摩擦等性能的下降。为使UHMWPE共混体系的力学性能维持在一较高水平,一个有效的补偿办法是加入PE成核剂,如苯甲酸、苯甲酸盐、硬脂酸盐、己二酸盐等,可以借PE结晶度的提高,球晶尺寸的微细均化而起到强化作用,从而有效阻止机械性能的下降。有专利〔15〕指出,在UHMWPE/HDPE共混体系中加入很少量的细小的成核剂硅灰石(其粒径尺寸范围5nm~50nm,表面积100m2/g~400m2/g),可很好地补偿机械性能的降低。
(2)共混形态
UHMWPE的化学结构虽然与其它品种的PE相近,但在一般的熔混设备和条件下,它们的共混物都难以形成均匀的形态,这可能与组份之间粘度相差悬殊有关。采用普通单螺杆混炼得到的UHMWPE/LDPE共混物,两组份各自结晶,不能形成共晶,UHMWPE基本上以填料形式分散于LDPE基体中。熔体长时间处理和使用双辊炼塑机混炼,两组份之间作用有所加强,性能亦有进一步的改善,不过仍不能形成共晶的形态。
Vadhar发现〔16〕,当采用两步共混法,即先在高温下将UHMWPE熔融,再降到较低温度下加入LLDPE进行共混,可获得形成共晶的共混物。Vadher用溶液共混法也得到了能形成共晶的UHMWPE/LLDPE共混物。
(3)共混物的力学强度
对于未加成核剂的UHMWPE/PE体系,其在冷却过程中会形成较大的球晶,球晶之间存在着明显的界面,而在这些界面上存在着由分子链排布不同引起的内应力,由此会导致裂纹的产生,所以与基体聚合物相比,共混物的拉伸强度常常有所下降。当受到外力冲击时裂纹会很快地沿球晶界面发展而导致最后的破碎,因此又引起冲击强度的下降。
3.2.2 流动改进剂改性
流动改进剂促进了长链分子的解缠,并在大分子之间起润滑作用,改变了大分子链间的能量传递,从而使得链段位移变得容易,改善了聚合物的流动性。
用于UHMWPE的流动改进剂主要是指脂肪族碳氢化合物及其衍生物。其中脂肪族碳氢化合物有:碳原子数在22以上的n-链烷烃及以其作主成分的低级烷烃混合物;石油分裂精制得到的石蜡等。其衍生物是指末端含有脂肪族烃基、内部含有1个或1个以上(最好为1个或2个)羧基、羟基、酯基、羰基、氮基甲酰基、巯基等官能团;碳原子数大于8(最好为12~50)并且分子量为130~2000(以200~800为最佳)的脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪醛、脂肪酮、脂肪族酰胺、脂肪硫醇等。举例来说,脂肪酸有:癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬酯酸、油酸等。
北京化工大学制备了一种有效的流动剂(MS2)〔17〕,添加少量(0.6%~0.8%)就能显著改善UHMWPE的流动性,使其熔点下降达10℃之多,能在普通注塑机上注塑成型,而且拉伸强度仅有少许降低。
另外,用苯乙烯及其衍生物改性UHMWPE,除可改善加工性能使制品易于挤出外,还可保持UHMWPE优良的耐摩擦性和耐化学腐蚀性〔18〕;1,1-二苯基乙炔〔19〕、苯乙烯衍生物〔20〕、四氢化萘〔21〕皆可使UHMWPE获得优良的加工性能,同时使材料具有较高的冲击强度和耐磨损性。
3.2.3 液晶高分子原位复合材料
液晶高分子原位复合材料是指热致液晶高分子(TLCP)与热塑性树脂的共混物,这种共混物在熔融加工过程中,由于TLCP分子结构的刚直性,在力场作用下可自发地沿流动方向取向,产生明显的剪切变稀行为,并在基体树脂中原位就地形成具有取向结构的增强相,即就地成纤,从而起到增强热塑性树脂和改善加工流动性的作用。清华大学赵安赤等采用原位复合技术,对UHMWPE加工性能的改进取得了明显的效果〔22〕。
用TLCP对UHMWPE进行改性,不仅提高了加工时的流动性,采用通常的热塑加工工艺及通用设备就能方便地进行加工,而且可保持较高的拉伸强度和冲击强度,耐磨性也有较大提高。
3.3 聚合填充型复合材料
高分子合成中的聚合填充工艺是一种新型的聚合方法,它是把填料进行处理,使其粒子表面形成活性中心,在聚合过程中让乙烯、丙烯等烯烃类单体在填料粒子表面聚合,形成紧密包裹粒子的树脂,最后得到具有独特性能的复合材料。它除具有掺混型复合材料性能外,还有自己本身的特性:首先是不必熔融聚乙烯树脂,可保持填料的形状,制备粉状或纤维状的复合材料;其次,该复合材料不受填料/树脂组成比的限制,一般可任意设定填料的含量;另外,所得复合材料是均匀的组合物,不受填料比重、形状的限制。
与热熔融共混材料相比,由聚合填充工艺制备的UHMWPE复合材料中,填料粒子分散良好,且粒子与聚合物基体的界面结合也较好。这就使得复合材料的拉伸强度、冲击强度与UHMWPE相差不大,却远远好于共混型材料,尤其是在高填充情况下,对比更加明显,复合材料的硬度、弯曲强度,尤其是弯曲模量比纯UHMWPE提高许多,尤其适用作轴承、轴座等受力零部件。而且复合材料的热力学性能也有较好的改善:维卡软化点提高近30℃,热变形温度提高近20℃,线膨胀系数下降20%以上。因此,此材料可用于温度较高的场合,并适于制造轴承、轴套、齿轮等精密度要求高的机械零件。
采用聚合填充技术还可通过向聚合体系中通入氢或其它链转移剂,控制UHMWPE分子量大小,使得树脂易加工〔23〕。
美国专利〔24〕用具有酸中性表面的填料:水化氧化铝、二氧化硅、水不溶性硅酸盐、碳酸钙、碱式碳酸铝钠、羟基硅灰石和磷酸钙制成了高模量的均相聚合填充UHMWPE复合材料。另有专利〔25〕指出,在60℃,1.3MPa且有催化剂存在的条件下,使UHMWPE在庚烷中干燥的 氧化铝表面聚合,可得到高模量的均相复合材料。齐鲁石化公司研究院分别用硅藻土、高岭土作为填料合成了UHMWPE复合材料〔26〕。
3.4 UHMWPE的自增强〔27、28〕
在UHMWPE基体中加入UHMWPE纤维,由于基体和纤维具有相同的化学特征,因此化学相容性好,两组份的界面结合力强,从而可获得机械性能优良的复合材料。UHMWPE纤维的加入可使UHMWPE的拉伸强度和模量、冲击强度、耐蠕变性大大提高。与纯 UHMWPE相比,在UHMWPE中加入体积含量为60%的UHMWPE纤维,可使最大应力和模量分别提高160%和60%。这种自增强的UHMWPE材料尤其适用于生物医学上承重的场合,而用于人造关节的整体替换是近年来才倍受关注的,UHMWPE自增强材料的低体积磨损率可提高人造关节的使用寿命。
4 UHMWPE的合金化
UHMWPE除可与塑料形成合金来改善其加工性能外(见3.2.1和3.2.3),还可获得其它性能。其中,以PP
/UHMWPE合金最为突出。
通常聚合物的增韧是在树脂中引入柔性链段形成复合物(如橡塑共混物),其增韧机理为“多重银纹化机理”。而在PP/UHMWPE体系,UHMWPE对PP有明显的增韧作用,这是“多重裂纹”理论所无法解释的。国内最早于1993年报道采用UHMWPE增韧PP取得成功,当UHMWPE的含量为15%时,共混物的缺口冲击强度比纯PP提高2倍以上〔29〕。最近又有报道,UHMWPE与含乙烯链段的共聚型PP共混,在UHMWPE的含量为25%时,其冲击强度比PP提高一倍多〔30〕。以上现象的解释是“网络增韧机理”〔31〕。
PP/UHMWPE共混体系的亚微观相态为双连续相,UHMWPE分子与长链的PP分子共同构成一种共混网络,其余PP构成一个PP网络,二者交织成为一种“线性互穿网络”。其中共混网络在材料中起到骨架作用,为材料提供机械强度,受到外力冲击时,它会发生较大形变以吸收外界能量,起到增韧的作用;形成的网络越完整,密度越大,则增韧效果越好。
为了保证“线性互穿网络”结构的形成,必须使UHMWPE以准分子水平分散在PP基体中,这就对共混方式提出了较高的要求。北京化工大学有研究发现:四螺杆挤出机能将UHMWPE均匀地分散在PP基体中,而双螺杆挤出机的共混效果却不佳。
EPDM能对PP/UHMWPE合金起到增容的作用。由于EPDM具备的两种主要链节分别与PP和UHMWPE相同,因而与两种材料都有比较好的亲合力,共混时容易分散在两相界面上。EPDM对复合共晶起到插入、分割和细化的作用,这对提高材料的韧性是有益的,能大幅度地提高缺口冲击强度。
另外,UHMWPE也可与橡胶形成合金,获得比纯橡胶优良的机械性能,如耐摩擦性、拉伸强度和断裂伸长率等。其中,橡胶是在混合过程中于UHMWPE的软化点以上进行硫化的。
5 UHMWPE的复合化
UHMWPE可与各种橡胶(或橡塑合金)硫化复合制成改性PE片材,这些片材可进一步与金属板材制成复合材料。除此之外,UHMWPE还可复合在塑料表面以提高耐冲击性能。
在UHMWPE软化点以上的温度条件下,将含有硫化剂的未硫化橡胶片材与UHMWPE片材压制在一起,可制得剥离强度较高的层合制品,与不含硫化剂的情况相比,其剥离强度可提高数十倍。用这种方法同样可使未硫化橡胶与塑料的合金(如EPDM/PA6、EPDM/PP、SBR/PE)和UHMWPE片材牢固地粘接在一起。
参考文献:
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〔5〕 Plast.Technol.〔J〕,1981,27(1):8
汽车运动的起源:“赛车”一词来自法文(Grand Prix),意思是大奖赛。在国外,汽车比赛几乎与汽车具有同样长的历史。今天,各式各样的汽车比赛被统称为现代汽车运动,它是世界范围内一项影响较大的体育运动。多姿多彩的汽车运动使这一冷冰冰的钢铁机器充满了柔情蜜意,同时,汽车运动的激烈、惊险、浪漫、刺激,不仅仅使成千上万的观众为之痴迷,而且还使世界汽车技术的发展日新月异。 汽车运动是指汽车在封闭场地内、道路上或野外比赛速度、驾驶技术和性能的一种运动项目。19世纪80年代,欧洲大陆出现了最早的汽车。汽车运动也随着汽车工业的发展而兴起。从第一辆汽车被生产出来到第一次汽车比赛的举行只不过十年的时间。起初,汽车比赛的目的只是汽车生产厂家为了检查车辆的性能,宣传使用汽车的安全性和可靠性,因此汽车生产厂家积极资助,推销其产品。1894年,Le Petit 日报的Pierre Gifard组织了世界上第一次汽车比赛,线路由巴黎到鲁昂(Rouen),共80英里。这次比赛远不及今天大奖赛扣人心弦,引用当时的话说“without danger, easy to handle and cheap to run!”。 汽车运动的魅力:与通常的体育运动相比,汽车运动不仅是车手个人技艺、意志和胆量的竞争,而且是汽车设计、产品质量的角逐,这种独具特色的双重性运动,更能体现人类精英与高新科技最完美的结合,体现人类对自然的征服能力。有了具有高科技产品的汽车公司做后盾,有了拥有雄厚经济实力的大企业集团的资助,再加之热心汽车运动的人们的积极参与,这就是汽车运动能够经久不衰的关键所在。汽车比赛不断推动着世界和各国汽车工业的技术革命,而汽车工业的日新月异的变革又推动了汽车运动水平的不断提高。汽车运动自始至终围绕交通车和专门特制赛车这两大类车种发展。有钱人驾着刚刚问世不久的汽车,炫耀他们的“绅士派头”已成为历史。如今汽车甲级赛(即F1)驾驶员,他们身穿类似潜水员潜水服的长袖防火服,头盔和宇航员戴的差不多。 现在的汽车赛已完全成为一种职业活动,出现了空前繁荣的局面。在赛车场,那些五彩缤纷的赛车,随着一声令下,竟相出发,开足马力冲向前方。车手门你追我赶的争先表演,赛车如万马奔腾一泻千里而过的彩场面非常壮观,这对20~30万的现场观众和数以亿计的电视观众来说极丰富刺激。 汽车运动的魅力可以表现为以下几个方面:有助于改善汽车的性能; 是强化的道路实验;动态车展最佳广告;促进汽车大众化。 汽车赛是集人与车为一体的综合较量。与通常的体育运动相比,汽车运动不仅是车手个人技艺、意志和胆量的竞争,而且是汽车设计,产品质量的角逐。这种独具特色的双重性运动,更能体现人类精英与高新科技最完美的结合,体现人类对自然的征服能力。 作为一项群众性体育活动,赛车不仅体现着技术革新的步伐,也体现出人类驾驭自然的能力。它壮观而激烈,充满着冒险的情趣,因而激起越来越多人的狂热。每次大奖赛到来,总有成千上万的爱好者趋之若鹜。英国以每张1500美元的往返机票组织人们前往巴西观看汽车大赛;葡萄牙人和意大利人则成群结队地乘火车奔奥地利观看比赛。联邦德国、英国和南非,是甲级赛车的会聚之地,每次都有不下10万人前往观看。 汽车赛是车战?商战?金融战还是科技战?谁也无法说清。它那丰富而又复杂的内涵超过了世界上任何一项体育运动。总之,有了具有高科技产品的汽车公司做后盾,有了拥有雄厚经济实力的企业集团的资助,再加上热心汽车运动的人们的积极参与,这就是汽车运动能够经久不衰的关键所在。 随着我国汽车产业的快速发展,人们对汽车的理解和认识也在逐步加深,作为汽车产业链的下游环节,汽车运动产业近年来开始在国内落地生根。“热衷于汽车运动的人越来越多,除了喜欢观看汽车赛事外,中国职业车手的队伍也在迅速壮大,他们已经开始出现在国际顶级汽车赛事中。”中国汽车运动联合会有关人士表示,汽车运动已经成为一部分中国老百姓文化生活的重要组成部分,观看各类汽车赛事更是成了都市时尚人群的生活方式。 记者从中国汽车运动联合会了解到,随着F1、GT这样的世界顶级汽车赛事相继落户中国,中国国内的各项汽车赛事近年来也风起云涌,诸如全国汽车拉力锦标赛、全国汽车场地越野锦标赛、全国卡丁车锦标赛等一系列赛车运动,已经在中国汽车运动联合会的年度赛程上被排得满满当当。 尤其值得一提的是,2005年8月23日国产汽车品牌吉利与中国汽车运动联合会握手,成为亚洲吉利方程式国际公开赛的汽车赞助商,为大赛提供车辆赞助。目前,亚洲吉利方程式国际公开赛是国际汽联认可的国际方程式赛事,并成为中国最高级别的方程式赛事。 国际上的汽车赛事已经形成了成熟而完整的商业价值链,其所带来的市场回报相当诱人。以F1为例,据历年来的保守统计,国际标准的F1赛车场每年仅车赛就可吸引数以万计的人从世界各地汇聚而来,每场比赛现场观众可达到20万到30万人,而每张入场券的价格通常在100美元到2000美元间不等。其次,F1大赛向全球200多个国家和地区转播,世界各大报刊都报道每场比赛赛况,其所吸引的观众和读者可高达60亿人次。F1历年经济数据表明,企业跻身赛车运动,利用赛事推广的市场回报率远高于其他的市场推广方式。 随着中国汽车市场景气的提升,加之外来汽车文化的强力冲击,有报告预测,如果在我国大力发展汽车运动产业,由此会带动整个中国的汽车产业,并将最终为我国GDP增长做出重要贡献。汽车运动的直接效应体现在汽车销售、零配件销售、驾驶培训等领域,间接效应体现在因赛事而产生的媒体直播、旅游等,所涉及的行业不下数十个。 尽管国内的汽车运动正在如火如荼地开展,但应该清醒地看到,目前我国的汽车运动还处于起步阶段,经济回报十分有限。原中国汽车运动联合会主席石天曙认为,以目前国内注册的30家俱乐部,400多辆赛车,以及每年四站汽车拉力锦标赛、五站卡丁车赛的基础,还无法形成产业化发展的实质意义。 我们更应该看到中国赛车运动的软肋所在:资金、技术、人才这三方面的缺一不可。 资金是关键既然赛车运动被称为“烧钱”运动,勿需质疑,资金成为赛车运动发展的最大瓶颈。无论是F1这样的国际赛事,还是AGF、CCC等亚洲赛事,是否有足够的赞助商和赞助金额是一支车队生存壮大,赛事顺利进行,推广达到预期效果的关键所在。 技术是保障一个没有自身核心技术的车队或者厂商,是无法在赛车世界里觅得一席之地;同样,一个在汽车行业没有自主研发能力的国家,也是无法成为真正意义上的赛车大国。从这个角度来看,中国赛车运动较发达国家相比,一开始就多少有些“先天不足”,不具明显优势的核心技术已经成为制约中国赛车运动发展的最大障碍,且这种软肋并不能单纯依靠市场推广和商业运作来弥补。 人才是持续性发展的前提对于赛车运动而言,最为稀缺的是车手资源,据不完全统计,每年获得国际汽联超级驾驶执照的人,全世界恐怕就只有10多人,且多数是来自欧美、日本等汽车运动发展较为发达的国家。虽然中国的赛车运动还存在资金、技术、人才等软肋,但是06的AGF、CCC等赛事已经向全世界证明了国人在赛车运动方面无可限量的潜力,正是这些潜力将使得中国赛车运动“钱途”光明,最终会跻身于世界赛事之列。
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脸她一定会投向我的怀抱的。我想现在跟着那个小白脸就是因为那个小白脸长得好看。说实话我从来没见过这么好看的小白脸。”大岛茂气愤地道,当然是嫉妒我帅啦。不过还好没被我听见,否则我肯定把他剁了喂狗。“你说的有道理,但是我们这次恐怕不行了,我们没时间了。我们今天晚上就要走。否则就来不急了。”川中一郎泼了大岛茂一盆的凉水。“要走?为什么啊?”大岛茂当然不甘心就这样走掉。“哎!”川中一郎叹了口气道:“我刚得到消息,华夏已经发现是我们指使张学进偷了那个头盔和 大学生毕业论文网站 其说明资料。现在大概已经在调整人手准备来对付我们了。现在他们龙组的人都去追杀别的国家的间谍了,所以我们才会没事。但是一旦他们都回来我们就完了。凭我们的力量绝对不是那么多人的对手。“ 本任务需要精神高度集中,你是否现在精神很好,为了照顾任务参与者,本任务允许参与者在任务前有现实时间半小时的下线休息时间,请问你是否要休息。”系统又说道。靠!白叫了那么多人!这时胖子在旁边着急地问道:“老五,怎么样了啊?怎么一点动静没有啊?”原来,这个任务只有一个人可以参与,他们就都没听到系统的提示。于是我就解释了一下。然后征求了一下大家的意见我要不要下线休息。大家都说最好去休息一下。其实就是大家不说我也要去休息的,我要保证这个任务的最高成功率。接着我就下线了,看见我下线了,天行、 小妹、凌雪、韩静萱他们都下来了,凌雪、韩静萱、小妹下来说是要给我做一顿宵夜,让我吃饱了去做任务,那样才有精神去做任务。天行看见她们都下了,一个也没意思就下来了,把胖子两口子扔在那。我下来后就打坐调整精神,我要在半小时之内把精神调到最佳的状态。半小时后我就精神奕奕地上线了,然后就进入了任务。 一个妇人走过来把他扶了起来道: !这都怪我们没用,拖累了你,让你也成为了民族的罪人。”一个十三四岁的小女孩也走过来抓这他手道:“爸爸,都怪我们没用。拖累你了。其实你不用管我们的,为了国家我们就算牺牲也再所不辞。”“好女儿!可是爸爸不能没有你们啊。哎!现在说什么也晚了。”张学进叹了口气。“好了!张君!你放心,到我们大R帝国肯定比在支那有前途。”川中一郎走过来说。“不准你这样说我们华夏民族!”那个十三四岁的女孩对川中一郎大声道。
复合材料
先进复合材料是比通用复合材料有更高综合性能的新型材料,它包括树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料等,它在军事工业的发展中起着举足轻重的作用。先进复合材料具有高的比强度、高的比模量、耐烧蚀、抗侵蚀、抗核、抗粒子云、透波、吸波、隐身、抗高速撞击等一系列优点,是国防工业发展中最重要的一类工程材料。
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(1)树脂基复合材料
树脂基复合材料具有良好的成形工艺性、高的比强度、高的比模量、低的密度、抗疲劳性、减震性、耐化学腐蚀性、良好的介电性能、较低的热导率等特点,广泛应用于军事工业中。树脂基复合材料可分为热固性和热塑性两类。热固性树脂基复合材料是以各种热固性树脂为基体,加入各种增强纤维复合而成的一类复合材料;而热塑性树脂则是一类线性高分子化合物,它可以溶解在溶剂中,也可以在加热时软化和熔融变成粘性液体,冷却后硬化成为固体。树脂基复合材料具有优异的综合性能,制备工艺容易实现,原料丰富。在航空工业中,树脂基复合材料用于制造飞机机翼、机身、鸭翼、平尾和发动机外涵道;在航天领域,树脂基复合材料不仅是方向舵、雷达、进气道的重要材料,而且可以制造固体火箭发动机燃烧室的绝热壳体,也可用作发动机喷管的烧蚀防热材料。近年来研制的新型氰酸树脂复合材料具有耐湿性强,微波介电性能佳,尺寸稳定性好等优点,广泛用于制作宇航结构件、飞机的主次承力结构件和雷达天线罩。
玻璃纤维
目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面,近年来民用产品也有广泛应用,如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维,是比较理想的耐热防火材料,用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件,大量应用于火箭、导弹的防热材料。
碳纤维
碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能,首先在航空航天领域得到广泛应用,近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。
芳纶纤维
芳纶纤维比强度、比模量较高,因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件(如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等)、舰船(如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等)、汽车(如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等)以及耐热运输带、体育运动器材等。
超高分子量聚乙烯纤维
超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一,尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性,许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩,大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域,在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。
热固性树脂基复合材料
热固性树脂基复合材料是指以热固性树脂如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等为基体,以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等为增强材料制成的复合材料。环氧树脂的特点是具有优良的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、良好的粘接性能和较高的机械强度,广泛应用于化工、轻工、机械、电子、水利、交通、汽车、家电和宇航等各个领域。酚醛树脂具有耐热性、耐磨擦性、机械强度高、电绝缘性优异、低发烟性和耐酸性优异等特点,因而在复合材料产业的各个领域得到广泛的应用。乙烯基酯树脂是20世纪60年代发展起来的一类新型热固性树脂,其特点是耐腐蚀性好,耐溶剂性好,机械强度高,延伸率大,与金属、塑料、混凝土等材料的粘结性能好,耐疲劳性能好,电性能佳,耐热老化,固化收缩率低,可常温固化也可加热固化。1971年以前我国的热固性树脂基复合材料工业主要是军工产品,70年代后开始转向民用,主要用于建筑、防腐、轻工、交通运输、造船等工业领域。在建筑方面,有内外墙板、透明瓦、冷却塔、空调罩、风机、玻璃钢水箱、卫生洁具、净化槽等;在石油化工方面,主要用于管道及贮罐;在交通运输方面,汽车上主要有车身、引擎盖、保险杠等配件,火车上有车厢板、门窗、座椅等,船艇方面主要有气垫船、救生艇、侦察艇、渔船等;在机械及电器领域如屋顶风机、轴流风机、电缆桥架、绝缘棒、集成电路板等产品都具有相当的规模;在航空航天及军事领域,轻型飞机、尾翼、卫星天线、火箭喷管、防弹板、防弹衣、鱼雷等都取得了重大突破。
(2)金属基复合材料
金属基复合材料具有高的比强度、高的比模量、良好的高温性能、低的热膨胀系数、良好的尺寸稳定性、优异的导电导热性在军事工业中得到了广泛的应用。铝、镁、钛是金属基复合材料的主要基体,而增强材料一般可分为纤维、颗粒和晶须三类,其中颗粒增强铝基复合材料已进入型号验证,如用于F-16战斗机作为腹鳍代替铝合金,其刚度和寿命大幅度提高。碳纤维增强铝、镁基复合材料在具有高比强度的同时,还有接近于零的热膨胀系数和良好的尺寸稳定性,成功地用于制作人造卫星支架、L频带平面天线、空间望远镜、人造卫星抛物面天线等;碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有良好的高温性能和抗磨损的特点,可用于制作火箭、导弹构件,红外及激光制导系统构件,精密航空电子器件等;碳化硅纤维增强钛基复合材料具有良好的耐高温和抗氧化性能,是高推重比发动机的理想结构材料,目前已进入先进发动机的试车阶段。在兵器工业领域,金属基复合材料可用于大口径尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托,反直升机 / 反坦克多用途导弹固体发动机壳体等零部件,以此来减轻战斗部重量,提高作战能力。
(3)陶瓷基复合材料
陶瓷基复合材料是以纤维、晶须或颗粒为增强体,与陶瓷基体通过一定的复合工艺结合在一起组成的材料的总称,由此可见,陶瓷基复合材料是在陶瓷基体中引入第二相组元构成的多相材料,它克服了陶瓷材料固有的脆性,已成为当前材料科学研究中最为活跃的一个方面。陶瓷基复合材料具有密度低、比强度高、热机械性能和抗热震冲击性能好的特点,是未来军事工业发展的关键支撑材料之一。陶瓷材料的高温性能虽好,但其脆性大。改善陶瓷材料脆性的方法包括相变增韧、微裂纹增韧、弥散金属增韧和连续纤维增韧等。陶瓷基复合材料主要用于制作飞机燃气涡轮发动机喷嘴阀,它在提高发动机的推重比和降低燃料消耗方面具有重要的作用。
(4)碳-碳复材料
碳-碳复合材料是由碳纤维增强剂与碳基体组成的复合材料。碳-碳复合材料具有比强度高、抗热震性好、耐烧蚀性强、性能可设计等一系列优点。碳-碳复合材料的发展是和航空航天技术所提出的苛刻要求紧密相关。80年代以来,碳-碳复合材料的研究进入了提高性能和扩大应用的阶段。在军事工业中,碳-碳复合材料最引人注目的应用是航天飞机的抗氧化碳-碳鼻锥帽和机翼前缘,用量最大的碳-碳产品是超音速飞机的刹车片。碳-碳复合材料在宇航方面主要用作烧蚀材料和热结构材料,具体而言,它是用作洲际导弹弹头的鼻锥帽、固体火箭喷管和航天飞机的机翼前缘。目前先进的碳-碳喷管材料密度为1.87~1.97克/厘米3,环向拉伸强度为75~115兆帕。近期研制的远程洲际导弹端头帽几乎都采用了碳-碳复合材料.随着现代航空技术的发展,飞机装载质量不断增加,飞行着陆速度不断提高,对飞机的紧急制动提出了更高的要求。碳-碳复合材料质量轻、耐高温、吸收能量大、摩擦性能好,用它制作刹车片广泛用于高速军用飞机中。
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军事高技术的发展要求材料不再是单一的结构材料,在这种条件下,中国在先进复合材料的研制和应用方面取得了很大的成绩,它在“十五”期间的发展会更加引人注目。21世纪复合材料的发展方向是低成本、高性能、多功能和智能化。
一、机动车驾驶人有下列违法行为之一,一次记12分: (一)驾驶与准驾车型不符的机动车的; (二)饮酒后驾驶机动车的; (三)驾驶营运客车(不包括公共汽车)、校车载人超过核定人数20%以上的; (四)造成交通事故后逃逸,尚不构成犯罪的; (五)上道路行驶的机动车未悬挂机动车号牌的,或者故意遮挡、污损、不按规定安装机动车号牌的; (六)使用伪造、变造的机动车号牌、行驶证、驾驶证、校车标牌或者使用其他机动车号牌、行驶证的; (七)驾驶机动车在高速公路上倒车、逆行、穿越中央分隔带掉头的; (八)驾驶营运客车在高速公路车道内停车的; (九)驾驶中型以上载客载货汽车、校车、危险物品运输车辆在高速公路、城市快速路上行驶超过规定时速20%以上或者在高速公路、城市快速路以外的道路上行驶超过规定时速50%以上,以及驾驶其他机动车行驶超过规定时速50%以上的; (十)连续驾驶中型以上载客汽车、危险物品运输车辆超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟的; (十一)未取得校车驾驶资格驾驶校车的。 二、机动车驾驶人有下列违法行为之一,一次记6分: (一)机动车驾驶证被暂扣期间驾驶机动车的; (二)驾驶机动车违反道路交通信号灯通行的; (三)驾驶营运客车(不包括公共汽车)、校车载人超过核定人数未达20%的,或者驾驶其他载客汽车载人超过核定人数20%以上的; (四)驾驶中型以上载客载货汽车、校车、危险物品运输车辆在高速公路、城市快速路上行驶超过规定时速未达20%的; (五)驾驶中型以上载客载货汽车、校车、危险物品运输车辆在高速公路、城市快速路以外的道路上行驶或者驾驶其他机动车行驶超过规定时速20%以上未达到50%的; (六)驾驶货车载物超过核定载质量30%以上或者违反规定载客的; (七)驾驶营运客车以外的机动车在高速公路车道内停车的; (八)驾驶机动车在高速公路或者城市快速路上违法占用应急车道行驶的; (九)低能见度气象条件下,驾驶机动车在高速公路上不按规定行驶的; (十)驾驶机动车运载超限的不可解体的物品,未按指定的时间、路线、速度行驶或者未悬挂明显标志的; (十一)驾驶机动车载运爆炸物品、易燃易爆化学物品以及剧毒、放射性等危险物品,未按指定的时间、路线、速度行驶或者未悬挂警示标志并采取必要的安全措施的; (十二)以隐瞒、欺骗手段补领机动车驾驶证的; (十三)连续驾驶中型以上载客汽车、危险物品运输车辆以外的机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟的; (十四)驾驶机动车不按照规定避让校车的。 三、机动车驾驶人有下列违法行为之一,一次记3分: (一)驾驶营运客车(不包括公共汽车)、校车以外的载客汽车载人超过核定人数未达20%的; (二)驾驶中型以上载客载货汽车、危险物品运输车辆在高速公路、城市快速路以外的道路上行驶或者驾驶其他机动车行驶超过规定时速未达20%的; (三)驾驶货车载物超过核定载质量未达30%的; (四)驾驶机动车在高速公路上行驶低于规定最低时速的; (五)驾驶禁止驶入高速公路的机动车驶入高速公路的; (六)驾驶机动车在高速公路或者城市快速路上不按规定车道行驶的; (七)驾驶机动车行经人行横道,不按规定减速、停车、避让行人的; (八)驾驶机动车违反禁令标志、禁止标线指示的; (九)驾驶机动车不按规定超车、让行的,或者逆向行驶的; (十)驾驶机动车违反规定牵引挂车的; (十一)在道路上车辆发生故障、事故停车后,不按规定使用灯光和设置警告标志的; (十二)上道路行驶的机动车未按规定定期进行安全技术检验的。 四、机动车驾驶人有下列违法行为之一,一次记2分: (一)驾驶机动车行经交叉路口不按规定行车或者停车的; (二)驾驶机动车有拨打、接听手持电话等妨碍安全驾驶的行为的; (三)驾驶二轮摩托车,不戴安全头盔的; (四)驾驶机动车在高速公路或者城市快速路上行驶时,驾驶人未按规定系安全带的; (五)驾驶机动车遇前方机动车停车排队或者缓慢行驶时,借道超车或者占用对面车道、穿插等候车辆的; (六)不按照规定为校车配备安全设备,或者不按照规定对校车进行安全维护的; (七)驾驶校车运载学生,不按照规定放置校车标牌、开启校车标志灯,或者不按照经审核确定的线路行驶的; (八)校车上下学生,不按照规定在校车停靠站点停靠的; (九)校车未运载学生上道路行驶,使用校车标牌、校车标志灯和停车指示标志的; (十)驾驶校车上道路行驶前,未对校车车况是否符合安全技术要求进行检查,或者驾驶存在安全隐患的校车上道路行驶的; (十一)在校车载有学生时给车辆加油,或者在校车发动机引擎熄灭前离开驾驶座位的。 五、机动车驾驶人有下列违法行为之一,一次记1分: (一)驾驶机动车不按规定使用灯光的; (二)驾驶机动车不按规定会车的; (三)驾驶机动车载货长度、宽度、高度超过规定的; (四)上道路行驶的机动车未放置检验合格标志、保险标志,未随车携带行驶证、机动车驾驶证的。