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。     

基于静态压缩试验的缓冲包装材料性能对比分析

聚苯乙烯和聚丙烯缓冲包装材料都是粘弹性材料.通过对这2种材料在不同约束(不同加压速度,不同压缩次数)条件下进行静态压缩试验,研究这2种材料的静态特性.试验得到的数据运用Matlab软件,采用最小二乘法进行曲线拟合,得出材料的应力-应变曲线和缓冲系数-最大静应力曲线.最后分析这2种材料的静态压缩特性,并比较它们的异同点.     

应力-能量法在求取包装材料最大加速度-静应力曲线方面的应用分析

应力-能量法在测定包装材料缓冲特性曲线方面弥补了传统方法中的诸多缺陷,对利用此法测定缓冲材料最大加速度-静应力曲线的方法和步骤进行了详细的介绍和分析。发现此法以假定缓冲材料受到冲击过程中没有能量损失为前提,而这种前提是难以实现的,从而对此方法的应用和推广进行了部分研究。     

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。     

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。     

空气柱衬垫缓冲性能研究

目的对空气柱衬垫的缓冲性能进行分析研究。方法通过动态压缩试验和应力-能量法得到空气柱衬垫最大加速度-静应力曲线,研究其动态缓冲性及承载力。结果得到了空气柱衬垫在不同跌落高度不同厚度的动态压缩试验曲线。结论材料缓冲性和承载能力均随着厚度增大而加强,跌落高度增大,包装件所受冲击载荷也随之增大。研究结果为进行合理缓冲包装设计提供计算依据。     

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。     

智慧课堂在《食品添加剂》课程教学中的实践探索

目的 研究发泡聚乙烯(EPE)缓冲曲线的简便预测方法,利用一条已知缓冲曲线作为预测工具曲线,基于能量密度对已知缓冲曲线进行处理,从而得到EPE缓冲曲线族。方法 根据能量守恒定律,通过得到该缓冲材料的能量密度-冲击应力曲线,绘制不同条件下的缓冲曲线。推导缓冲材料静应力、冲击应力、单位体积吸收能量之间的关系,提出预测缓冲材料冲击最大加速度,以及生成缓冲曲线族的方法。利用密度为24 kg/m³,材料厚度分别为25.4,38.1,50.8,76.2 mm的EPE,跌落高度分别为30.5,45.7,61.0 cm的出版缓冲曲线,以及密度为35 kg/m³,材料厚度为55 mm的EPE,跌落高度分别为46,66,76 cm的试验缓冲曲线,预测不同条件下的EPE缓冲曲线,并与出版缓冲曲线和试验缓冲曲线进行对比和误差分析。结果 选用适当条件范围(跌落高度及材料厚度)的缓冲曲线作为预测工具曲线预测缓冲曲线族,预测结果与已出版或试验缓冲曲线较为接近。结论 此方法可以有效减少试验次数,为快速获得缓冲曲线族提供了新思路。     

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.     

EPE / EPS 与蜂窝纸板组合静态缓冲性能的研究

以EPE与蜂窝纸板组合结构和EPS与蜂窝纸板组合结构为研究对象,通过静态压缩试验得到了3种材料和2种组合结构的应力-应变曲线和缓冲系数曲线。对比分析表明,组合结构力学性能得到了改善;较小应力状态下,组合结构分别呈现出EPE和EPS的缓冲性能,且EPE与蜂窝纸板组合结构的缓冲性能优于EPS与蜂窝纸板组合;压缩中间阶段,2种组合结构缓冲曲线基本重合,且接近于蜂窝纸板缓冲曲线;压缩后期,较大应力条件下,组合结构仍有一定的缓冲性能。组合后的材料结合了2种材料的优点,在较小应力和较大应力条件下均具有较好的缓冲性能。     

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。     

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。     

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。     

Evaluation of Two Simplified Methods for Determining Cushion Curves of Closed Cell Foams

Because of the negative environmental impact of using traditional polymeric materials for cushioning in protective packaging, the interest in optimization of cushion design resulting in replacement or reduction of the amount of cushioning materials has increased in recent years. It has been generally accepted that the shock absorbing characteristics for cushioning materials are presented as the so‐called cushion curves, i.e. graphs of peak acceleration of shocks versus the corresponding static stress, presented over a range of static stress conditions for a specific material thickness and at a specific drop height. The cushion curves are mainly used to design and optimize cushion packaging. This information is specific to each packaging manufacturer, particular chemical formulation and manufacturing process. The traditional method to obtain cushion curves of a specific material is described in ASTM D1596, but this method requires enormous amounts of test data, is time consuming and expensive. For this reason, cushion curves provided by manufacturers are rarely updated and often are obsolete. In recent years, alternative methods have been developed to obtain cushion curves in a significantly shorter time required for testing. To achieve a wide use of these methods, it is necessary to know their accuracy in comparison with the ASTM D1596 method. The objective of this paper is to compare two of those alternative methods with the standard ASTM D1596 method, by applying them to obtain the cushion curves of two typical cushioning materials. More specifically, the single compression data method developed by Sek et al. and the stress–energy method (dynamic stress versus dynamic energy) developed by Burgess were applied to obtain cushion curves for expanded polystyrene with density 15 kg/m³ and for polyethylene Ethafoam® (Modisprem S.A. Zaragoza, Spain) with density 29 kg/m³ and are presented in this paper. The effectiveness of these alternative methods for developing cushion curves and their advantages, disadvantages and limitations are discussed. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

闭孔EVA泡沫类静态缓冲性能的研究

目的 研究密度与应变率对闭孔EVA泡沫材料类静态缓冲性能的影响规律。方法 基于包装用缓冲材料静态压缩试验法和能量吸收图法,对密度为80、95、106、124和180kg/m³的闭孔EVA泡沫试样在不同应变率下进行类静态压缩试验,得到应力-应变曲线,基于此进一步处理得到相应的单位体积能量吸收、能量吸收效率、缓冲系数和最大比吸能等曲线,同时绘制试样类静态压缩过程中的能量吸收图。结果 闭孔EVA泡沫材料的密度越高,密实化应变越小,最大单位体积能量吸收越大;在压缩应变相同时,应变率越大,应力、单位体积能量吸收、能量吸收效率、最大比吸能越大;得到了5种密度闭孔EVA泡沫材料的本构方程和闭孔EVA泡沫材料的能量吸收图及其斜率与应变率的关系式;通过分析密实化应变与相对密度的关系,得到相关拟合公式。结论 密度与应变率对闭孔EVA泡沫材料的缓冲性能有着非常大的影响,在一定的应力水平下会有一个最佳的密度使得刚好能吸收完能量,并保护产品不破损,该最佳密度受应变率的影响,因此可以通过能量吸收图进行相关的缓冲包装优化设计。     

Energy absorption diagrams of paper honeycomb sandwich structures

It is very important to evaluate the cushioning properties of paper honeycomb sandwich structures for optimizing pack design. The energy absorption diagram is one method to characterize the cushioning properties of materials. In this paper, we investigate energy absorption and develop energy absorption diagrams for paper honeycomb sandwich structures. Based on static compression experiments, the compressive stress–strain curve is simplified into three sections: linear elasticity, plateau and densification. By considering the factors associated with the structure of paper honeycombs, the energy absorption model is obtained and characterized by the thickness‐to‐length ratio of the honeycomb cell wall. Both theory and experiment show that the compression energy absorption capability increases with the increasing thickness‐to‐length ratio of the honeycomb cell wall, and a good agreement is achieved between the theoretical and experimental energy absorption curves. The proposed method to develop an energy absorption diagram for paper honeycomb sandwich structures can be used to characterize the cushioning properties and optimize the structures of paper honeycomb sandwiches. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

EPS缓冲曲线的Matlab/GUI界面设计

目的从缓冲材料应力-应变曲线生成对应的缓冲曲线,并设计一系列软件界面。方法基于图片的像素值,提取已发表文献的缓冲材料应力-应变数据。结果以EPS泡沫材料为例,得到了其缓冲系数-最大应力曲线和最大加速度-静应力曲线,并利用Matlab/GUI得到了用户界面。结论该方法为包装设计提供了有效途径。     

纸蜂窝夹芯复合板材静态缓冲性能研究

目的为了新型纸蜂窝夹芯复合板材在运输包装中的推广应用,对新型泡状纸蜂窝夹芯复合板和纸蜂窝夹芯复合平板的缓冲性能和吸能特性进行研究。方法主要通过静态压缩实验,研究不同芯高的纸蜂窝结构类板材的应力-应变曲线、总能量吸收图、单位体积能量吸收图和缓冲系数-应变曲线,分析结构和芯高对板材静态压缩性能的影响。结果数据表明同种芯高的板材,纸蜂窝夹芯复合平板的应力峰值稍高;纸蜂窝夹芯复合平板的能量吸收、单位体积能量吸收最好;泡状纸蜂窝夹芯板由于泡结构的作用,缓冲性能大大增强。结论纸蜂窝夹芯复合平板的平压强度最好,而泡状纸蜂窝夹芯复合板的缓冲性能优于同等结构的蜂窝纸板,2种板材都有很好的应用前景。