确定缓冲曲线的应力-能量法研究

应力-能量法是确定缓冲材料缓冲曲线的主要方法,其能预测任意高度的缓冲曲线,操作简便,且基于试验所得数据进行推算,可以得到较为精确完整的缓冲曲线,但由于应力-能量法是以假定缓冲材料在受到冲击过程中没有能量损失为前提,且该法较易受人为因素的影响,故利用应力-能量法的动能量公式计算得到的能量不够精确.现有对应力-能量法的应用研究可分为直接应用和改进应用两个方面,今后的研究可适当减少能量水平和跌落次数,进一步优化数据拟合函数的选取以及试验数据,从而更大程度地节省材料及试验时间,以获得更准确的缓冲曲线.     

应力-能量法在测定泡沫塑料缓冲曲线中的应用

通过对传统泡沫塑料缓冲曲线测定方法与应力-能量法的对比,证明了后者的实用性、简捷性.通过对应力能量法的简单介绍,证明该方法对电子类产品缓冲包装领域的泡沫塑料材料的缓冲曲线测定有着里程碑式的作用.     

基于应力-能量法的缓冲包装材料性能研究

目的研究不同密度衬垫材料的动态缓冲特性曲线获得方法,获得不同密度衬垫材料的材料性能变化规律,以提高测试效率。方法针对不同密度的EPS进行动态压缩实验,通过对比不同密度下应力-能量方程的关键材料常数a和b,进行材料常数在密度不同时的变化曲线拟合,分析材料不同密度之间a和b的变化趋势。结果经过多次不同函数类型的曲线拟合及对比分析,得到衬垫材料在不同密度下应力-能量方程的a和b,及其符合特定多项式的数学关系式。结论得到了EPS材料的应力-能量方程式及材料常数a和b的变化趋势函数,由此获得同一衬垫材料在任意密度下的动态缓冲曲线。     

直线法测定泡沫塑料缓冲系数曲线

缓冲材料的缓冲系数曲线测定是缓冲包装设计的基础。基于应力-能量法提出了直线法测定泡沫塑料缓冲系数的新思路,所提出的方法具有需要数据少、试验时间短、快速预测、精度高等优点,在缓冲系数曲线测定领域有较好应用前景和工程价值。     

应力-能量法求取泡沫塑料缓冲曲线时函数模型的研究

目的研究快速获得缓冲材料任意高度、任意厚度的静应力-最大加速度曲线族的方法。方法先利用传统方法,得到一条静应力-最大加速度曲线。然后选用同样材料,根据应力-能量法的原理与步骤求得5组动能量与动应力值,根据散点图推测函数为多项式,或者含指数项。利用Matlab编程求得动能量与最大加速度的多项式、指数拟合函数模型,从而求出静应力与最大加速度的函数关系。结果求取的多项式、指数拟合函数模型与传统方法获得的实验值相比均存在一定误差,相比较而言,多项式拟合的数据与实际试验得到的数据误差较小。结论在精确度要求不严格的场合下,应力-能量法不失为一种简便、有效的方法。     

蜂窝纸板缓冲曲线特征分析

分析了典型缓冲材料与蜂窝纸板力学模型的应力-应变曲线及缓冲系数-最大应力曲线特征,并提出了利用缓冲系数-最大应力曲线设计蜂窝纸板缓冲衬垫的方法。研究结果表明:典型缓冲材料的应力-应变曲线呈现单调递增趋势;蜂窝纸板的应力-应变曲线特征比较复杂,分为线弹性阶段、屈曲变形阶段、密实化阶段;蜂窝纸板的缓冲系数-最大应力曲线不规则,线弹性阶段的缓冲系数较大,缓冲效率不高,在该阶段可以与其它缓冲材料组合使用,屈曲变形阶段的缓冲系数及应力均较小,缓冲效率较高,但需要跨越峰值应力,在该阶段衬垫设计按照线弹性阶段的峰值应力计算,密实化阶段的材料承受应力较大,不利于保护产品。预压后的蜂窝纸板损失了部分承载能力,其缓冲系数-最大应力曲线平滑,因而其衬垫可按照经典缓冲衬垫设计方法进行设计。     

丝瓜络材料静态缓冲性能试验及分析

目的研究得到丝瓜络材料的静态缓冲系数与最大应力曲线,为应用丝瓜络作为缓冲材料的计算提供理论依据与实验数据。方法参考GB 8168—1987包装用缓冲材料静态压缩试验方法,在电子万能实验机上测试不同分组样件,研究受力方向、尺寸、湿度、结构等因素对缓冲性能的影响,以及该材料与其他缓冲材料(聚脂海绵、瓦楞纸板)静态缓冲性能的对比。结果得到了丝瓜络材料力-位移曲线与应力-应变曲线,并计算得到了缓冲系数-最大应力曲线。结论丝瓜络是缓冲性能优越、环保的自然材料,可完全降解。完整的丝瓜络圆柱体纵向受压时的缓冲性能与瓦楞纸板结构以及蜂窝纸板结构类似,丝瓜络单层外壁材料可重叠横向受压,其缓冲性能与聚脂海绵类似,在大载荷情况下优于聚脂海绵。去除内芯的丝瓜络缓冲性能优于完整的丝瓜络圆柱,丝瓜络代替其他缓冲材料完全可行。     

EPE泡沫塑料在多次冲击下的缓冲性能

目的预测并分析多次冲击下EPE缓冲材料的缓冲性能。方法应用应力-能量法得到并分析多次冲击下的缓冲曲线,评价EPE缓冲材料的缓冲性能变化。结果 EPE试样在经受多次冲击后,厚度会减小,缓冲性能会下降。结论在缓冲包装设计中,要充分考虑环境因素,根据物流环境条件适当增加缓冲垫厚度,使产品得到充分防护。     

随机移除胞壁对纸蜂窝异面缓冲性能影响试验研究

目的研究随机缺陷对蜂窝纸板承载及缓冲性能的影响。方法通过预制不同胞壁移除比的蜂窝纸板,采用准静态压缩试验,得到其应力-应变曲线、胞壁移除比与蜂窝纸板缓冲系数之间的关系曲线和初始峰应力及能量吸收曲线,并依据试验结果,分析缺陷率对蜂窝纸板承载与缓冲性能的影响。结果随着胞壁移除比的不断增加,材料的缓冲系数不同程度增加,缺陷会显著降低初始峰值应力,能量吸收性能呈现下降趋势。结论为产品包装优化设计提供了依据。     

缓冲包装材料性能的分析方法与研究进展

目的综述目前常用缓冲包装材料及其性能研究的理论或方法。方法通过研究本构模型、BP神经网络、缓冲特性曲线、应力-能量法、仿真分析法的基本理论和应用思路,综述国内外学者利用上述理论在缓冲特性领域研究中的发展与创新。结果不同研究理论的优势各不相同,应用范围、应用特点、应用难易程度存在差异,其中应力-能量法、仿真分析法在缓冲特性的研究中作用巨大。结论缓冲材料及其缓冲包装系统综合性能的研究仍然存在不足,发展与完善缓冲特性研究理论需要各国学者的共同努力。     

运用数学拟合方法绘制动态冲击缓冲曲线的研究

提出了一个研究发泡聚乙烯缓冲曲线的方法。该方法使用压力-能量曲线来研究缓冲包装用发泡聚乙烯的动态缓冲性能。由于获得动态缓冲曲线需要大量的冲击实验和有效的数据,该方法是获得同种材料在多种厚度、多种跌落高度条件下的动态缓冲曲线的简便方法。该方法能够提供充足的数据,并为缓冲包装设计提供最大加速度、静应力和缓冲系数的参考。     

智能制造系统AGV小车及缓冲区容量仿真优化

具有MHS(material handling system)的智能制造系统AGV(automated guided vehicle)小车及缓冲区最大容量配置优化,属于典型的非线性整数规划问题。由于约束无法用封闭形式表达,因此较难获得问题的精确解。为此,本文提出了仿真优化的方法以获得问题的近似解。首先,对AGV小车及缓冲区最大容量配置优化问题进行了描述;其次,基于Em plant平台建立了具有MHS的智能制造系统仿真模型;然后,基于不同的优化目标,提出了3种仿真优化方法;最后,通过仿真试验对上述3种方法进行了分析与比较。分析表明,本文提出的方法及优化结果,可为企业配置AGV小车及缓冲区最大容量提供决策支持。     

一种描述材料动态缓冲特性的新参数

本文对木材动态缓冲特性进行了实验研究,对GB8167－87包装用缓冲材料的动态压缩试验方法进行了有益的补充,得到了木材动态缓冲特性,提出了一个表征材料动态缓冲特性的新参数。     

吸能材料缓冲性能评价方法综述

目的 进一步科学评价吸能材料缓冲性能,以促进吸能材料的研究与推广应用。方法在对常见吸能材料进行分类的基础上,全面调查吸能材料缓冲性能测试方法,系统分析缓冲性能数据表征及处理方法。结果 缓冲性能测试方法主要借助压缩试验与冲击试验2类,其中压缩试验又可分为静态压缩试验与动态压缩试验;缓冲性能数据表征及处理方法主要有缓冲曲线法、能量吸收率曲线法、能量吸收图法、Janssen因子法与Rusch曲线法5种类型。能量吸收图法因能够同时汇集不同密度、应变率条件下材料吸能特性与缓冲效果,反映材料最佳吸能点,在使用过程中更具广泛性。结论 推荐采用能量吸收图来表征吸能材料的缓冲吸能特性。     

FEM-BEM superposition method for fracture analysis of quasi-brittle structures

Fracture analysis of civil engineering structures often requires appropriate modeling of discrete cracks propagating in an inhomogeneous or nonlinear material. For example, quasi-brittle materials, such as concrete, are characterized by formation of cracks with fracture process zone under tension and plasticity under compression. Application of either finite element method (FEM) or boundary element method (BEM) to problems involving simultaneously discrete cracks and inhomogeneities or plastic deformations faces certain difficulties. Therefore, we propose the FEM-BEM superposition method, which removes the respective methods disadvantages while keeping their advantages. In the proposed method, the original problem involving both material inhomogeneity or plasticity and discrete cracks is decomposed into two subproblems. The inhomogeneity or inelastic deformation is represented in only one of the subproblems, while the cracks appear only in the other. The former subproblem is analyzed using FEM and the latter one by BEM, so as to utilize the advantages of the two methods. The solution of the original problem is then obtained by superposing the solutions of the two subproblems. In order to verify validity of the proposed method we present numerical results of several examples, including both linear-elastic and nonlinear fracture mechanics. The results are compared with available analytical solutions or with data computed by other numerical methods, showing both accuracy and computational superiority of the proposed method.     

发泡聚乙烯振动传递特性关系研究

目的 研究使用常用设计变量快速获取发泡聚乙烯振动传递率-频率曲线最大峰值处频率以及振动传递率的方法,降低缓冲材料测试表征工作量。方法 首先设计等静应力实验,并通过理论分析和有限元仿真分析2种方法分别进行分析,明确变量,进而设计正交实验,在此基础上使用准牛顿法+通用全局优化法进行了公式拟合。结果 等静应力实验结果显示,不同砝码重量与接触面积组合利用有限元仿真分析所得峰值对应频率不变,但是峰值对应传递率会发生变化。砝码重量、砝码与缓冲材料接触面积以及缓冲材料厚度作为变量分别与频率、振动传递率拟合后的R2为0.996、0.951。结论 静应力不能单独作为振动传递率-频率曲线变化的影响因素。需要选择砝码重量、砝码与缓冲材料接触面积以及缓冲材料厚度3个因素作为振动传递率-频率曲线变化影响因素。这3个因素与峰值对应的频率以及振动传递率有较为明显的潜在规律。拟合所得公式可以提高设计效率,减少缓冲材料测试的工作量。