短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料纖維取向測量邊緣提取方法.pdf

1、在注塑制品生產(chǎn)中，為了增強(qiáng)制品的性能，最常用的方法就是在聚合物基中添加短纖維如玻璃纖維、碳纖維(等)。纖維的存在將最終影響到制品的彈性模量、拉伸強(qiáng)度、熱傳導(dǎo)、導(dǎo)電性能以及光學(xué)性質(zhì)等。纖維的尺寸是變化的，典型的注塑用短纖維的直徑0.01-0.02mm，長徑比為10-50，單位體積含有10，000/mm3個取向的纖維。 在注塑充填中，懸浮在熔體中的纖維由于受到變形流場的作用，將沿一定方向取向，并且取向會隨著不同的位置和不同的時刻而發(fā)

2、生變化。最終固化到制品中纖維取向處于一個復(fù)雜狀態(tài)，從而導(dǎo)致力學(xué)性能的各向異性。因此，理解、測量纖維的取向行為，進(jìn)而了解最終制品的性能具有非常重要的意義。 流動誘導(dǎo)的纖維取向的描述主要有兩種方法，一是基于取向概率分布函數(shù)，它給出了纖維沿所有方向取向概率，但需要巨大的計(jì)算量；另一種是基于取向分布函數(shù)的矩(即取向張量)來描述取向行為，通過求解取向張量的演化方程得到制件的取向分布。 本論文針對短纖維增強(qiáng)塑料，首先利用Jeffer

3、y單纖維的動力學(xué)方程，解析研究了單個纖維在簡單剪切流和拉伸流場中纖維的運(yùn)動軌跡和取向行為，并主要采用取向張量的方法研究流動誘導(dǎo)的纖維取向，通過對纖維取向行為的理論研究，采用取向概率分布函數(shù)與取向矢量的內(nèi)積構(gòu)造取向張量，并討論了取向分布函數(shù)和取向張量之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了二階取向張量和四階取向張量的性質(zhì)，分析了不同取向狀態(tài)下，取向張量的特征值，不變量的性質(zhì)和特點(diǎn)。為下一步和圖象處理結(jié)果相結(jié)合打下理論基礎(chǔ)。 同時，本文初

4、步討論了數(shù)字圖象處理技術(shù)在纖維圖象上(取向測量中)的應(yīng)用。首先進(jìn)行纖維圖象增強(qiáng)處理。纖維圖象增強(qiáng)主要采用灰度變換、圖象平滑、圖象銳化等方法?；叶茸儞Q調(diào)整改變纖維圖象的灰度，突出了感興趣的區(qū)域。采用有效的圖象平滑方法對纖維圖象進(jìn)行平滑降噪處理，消除圖象數(shù)字化和傳輸時所混入的噪聲，提高了圖象的視覺效果。利用圖象銳化處理突出纖維的邊緣信息，加強(qiáng)纖維的輪廓特征，以便于一些基本特征的提取，比較各種圖象銳化方法處理纖維圖象時的結(jié)果。 在圖象