基于智能材料的主动拆卸结构设计理论与方法研究（可复制）.pdf

基于智能材料的主动拆卸结构设计理论与方法研究摘要随着技术的不断进步,产品的更新换代不断加快,废弃产品的回收问题得到越来越多的关注。制约产品回收发展的一个主要因素是产品的拆卸效率低下,成本高昂。智能材料主动拆卸技术就是解决此难题的一种方法。智能材料主动拆卸技术的核心与关键是产品中置入的由形状记忆合金或形状记忆高分子材料材料制成的主动拆卸结构。主动拆卸结构是一种在一定外界条件下通过形变或其它方式使产品的连接失效从而自行拆解开来的机械结构,它主要分为两大类,一类是提供变形力使零部件拆解开,主要是形状记忆合金制成,这类主动拆卸结构没有连结功能;另一类主动拆卸结构本身就是连接件,通过特定外界条件的激发发生结构变形或降低连接强度从而失去连接功能使得产品拆解。这种方法可以极大提高产品的拆卸效率,使产品的拆卸和回收处理非常方便。论文在总结现有产品设计方法和国内外智能材料主动拆卸技术相关研究的基础上,研究与探讨了基于智能材料的主动拆卸结构的设计理论,并提出应用主动拆卸结构的产品设计准则。利用这些设计方法重新设计遥控器外壳并进行主动拆卸实验,通过重新设计后的遥控器与原产品拆卸性能及全生命周期经济性的对比,验证基于智能材料的主动拆卸结构设计理论与方法的可行性与优越性。关键词:主动拆卸结构;智能材料主动拆卸;激发;设计准则;重新设计
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插图清单图随身听等典型产品的主动拆卸研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯形状记忆合金弹簧和钢琴丝的弹性行为比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯艿澜油返墓ぷ髟怼.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..牡阅A吭诩し⑽⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图可简化为悬臂梁的卡扣示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图两种常见卡扣的偏转放大系数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图鲜追ǖ牟鹦缎Ч袄系腟螺钉头部⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图应用主动拆卸结构的产品设计流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯缱杷苛拥讲吠饪恰图利用电阻丝加热激发主动拆卸结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图遥控器非拆卸型卡扣连接的结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图遥控器外壳的主动拆卸效果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图五种拆卸方法所用时间对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图螺旋弹簧线圈⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.峁故疽馔肌补芙峁故疽馔肌亢穸扔攵瞬肯嗟鹊目ǹ邸亢穸任6瞬倍的卡扣⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图卡扣的截面尺寸⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯缱杷客ǖ缂尤取分鞫鹦犊@础图粘记忆合金片的槽的位置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.治鼋峁苦
表格清单表我国一年主要电子电器产品年废弃量预测ノ唬和蛱⋯⋯⋯⋯..表拆卸类型与拆卸技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表三种不同类型形状记忆效应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..蚐部分性能的对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表典型的主动拆卸结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..形状记忆合金设计参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表五种加热方法的优缺点及适用范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表人工拆卸遥控器外壳的时间⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表水浴加热时遥控器外壳的主动拆卸效果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表空气加热时遥控器外壳的主动拆卸效果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一表
第一章绪论课题研究的背景及意义代的速度越来越快。大量的电子产品在造福人类的同时,其废弃后的处理已成是指废弃的电子电气产品、电子电气设备及其废弃零部件、元器件。包括工业生产及维修过程中产生的报废品;旧产品或设备翻新、再使用过程产生的报废品;消费者废弃的产品、设备;法律法规禁止生产或未经许可非法生产的产品和设备以及每年产生的电子废弃物达到洲约蚨帧8菖访朔⒈淼挠泄氐缱臃掀锏谋ǜ嬷赋觯年电子废弃弃物的数量和产生速度更是以几何级数增长。据美国国家安全委员会测算,从谔ǖ缒员ǚ希欢辏恳惶ㄐ碌缒酝箱的社会保有量已达亿台,洗衣机亿台,电视机谔ǎ缒台