冲击载荷下泡沫铜-聚氨酯的缓冲性能

目的通过冲弯实验,测定泡沫铜-聚氨酯复合材料结构在动载荷作用下的缓冲吸能性能,对比研究该复合材料结构抗高冲击、高过载的性能差异。方法向泡沫铜试件中填充不同体积分数的聚氨酯,按照《金属常温冲击韧性实验法》在夏比冲击试验机上进行冲弯试验,测定试样的吸收功值,从而对比探究该种复合材料的力学性能。结果聚氨酯在试样中所占体积分数为50%时其能量均值相对最大,此时材料韧性较好,且材料抵抗冲击载荷能力较强。结论将聚氨酯填充到开孔泡沫铜材料中可构成一种性能优良的抗冲击吸能结构,其性能优于泡沫铜和聚氨酯单体,在抗高冲击、高过载的军工产业和民用产业中具有广阔的应用前景。     

泡沫铝-聚氨酯复合结构的缓冲性能研究

研究了以泡沫铝为基体,以聚氨酯为增强体组合而成的泡沫铝-聚氨酯复合结构,其综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。利用Ansys软件建立了泡沫铝-聚氨酯缓冲包装装置模型,通过分别填充体积比例为4.31%,8.04%及12.15%的泡沫铝,用Ansys对缓冲包装装置进行了应力分析,得到了装置各部分的变形情况,分析了装置的冲击吸振性能;仿真结果表明:在加速度达到7 800g时,该装置缓冲性能优于单体。     

泡沫铝-聚氨酯复合材料的厚度对其缓冲性能的影响

采用泡沫铝填充量(体积分数)为12.15%的泡沫铝-聚氨酯复合材料,在7 800g的冲击加速度下,建立了3种厚度分别为6,8,12 mm的泡沫铝-聚氨酯的缓冲模型,用Ansys对各缓冲模型进行了应力分析,得到了各模型的变形情况,分析了不同厚度的缓冲模型的冲击吸振性能。结果表明:在一定厚度范围内,厚度越大,泡沫铝-聚氨酯复合结构模型受到冲击时产生的最大应力越大,最大变形量也越大。     

泡沫铝孔隙率对泡沫铝-聚氨酯复合材料吸能性能的影响

目的 研究在压缩过程中,泡沫铝孔隙率对泡沫铝-聚氨酯复合材料吸能性能的影响。方法 对制备的泡沫铝-聚氨酯复合材料进行准静态压缩实验。结果 通过准静态压缩实验得出泡沫铝以及不同孔隙率的泡沫铝-聚氨酯复合材料的应力-应变曲线,分析可知泡沫铝孔隙率从94.6%降到93%,其吸能性能增加了71.9%。结论 在泡沫铝中加入聚氨酯形成的泡沫铝-聚氨酯复合材料相比于泡沫铝的吸能性能得到很大提高,且泡沫铝的孔隙率与泡沫铝-聚氨酯的吸能性能成负相关的关系。     

梯形齿环状结构缓冲防护性能研究

目的在高冲击、高过载的环境下,研究高过载测试电子记录器的环阻尼缓冲防护结构的缓冲防护性能。方法从结构和材料上对高过载测试电子记录器中的环阻尼缓冲防护结构进行改进,采用具有梯形齿环状缓冲防护结构,在钢壳内侧壁和内胆盖外侧壁、内胆外侧壁之间装有泡沫铝-聚氨酯或泡沫铜-聚氨酯等复合材料,以更好地起到缓冲防护作用。接着对复合材料结构试样进行Ansys仿真实验,研究泡沫铝-聚氨酯复合材料结构的抗高过载、高冲击性能。结果灌封质量分数为25%的聚氨酯时的泡沫铝-聚氨酯复合材料结构的抗高过载性能较好,灌封质量分数为4.9%聚氨酯时的泡沫铝-聚氨酯复合材料结构的抗冲击性能最好。结论梯形齿环状结构较三角齿螺纹结构有更好的稳定性。     

聚氨酯泡沫铝复合材料动态力学实验

通过在开孔泡沫铝中填充聚氨酯得到了聚氨酯泡沫铝, 利用Hopkinson杆对泡沫铝与泡沫聚氨酯组成的三维连续网络增强复合材料进行了在不同相对密度、 应变率和聚氨酯含量下的动态压缩实验。结果表明, 在相同应变率和相对密度下, 与泡沫纯铝相比, 聚氨酯泡沫铝屈服强度和压缩应变量显著增加, 而且应力-应变曲线出现明显的抖动。 随着应变的不断增大, 应力也逐渐增加, 在达到某一相同的应变时, 聚氨酯泡沫铝的应力值较高, 吸能量也较多。另外, 当应变率增加时, 聚氨酯泡沫铝表现出很明显的应变率效应。      

泡沫铝相对密度对泡沫铝-聚氨酯复合材料吸能性能的影响

目的通过准静态压缩试验研究泡沫铝-聚氨酯复合材料(AF-PU)的压缩性能,并利用试验数据探究泡沫铝(AF)相对密度对整体材料吸能性能的影响规律。方法首先使用相关仪器和材料制备AF-PU复合材料,其次用相关仪器对其进行准静态压缩试验。结果 AF-PU复合材料通过相关仪器进行准静态压缩试验,计算得到相对应的应力-应变曲线,同时通过计算得到相对应的吸能-应变曲线。当泡沫铝相对密度从5.6%增加到6.7%时,整体复合材料的屈服强度提升了22.18%。在压缩过程中,当复合材料的压缩应变为0.8时,整体复合材料的总吸能增加了70.08%。结论 AF-PU复合材料的吸能性能随着AF相对密度的增加而增强。     

泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩性能分析

目的研究泡沫铝孔径(泡沫铝内部孢孔直径)对泡沫铝压缩性能的影响,并对泡沫铝、聚氨酯(PU)、泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能和吸能性能进行对比分析。分析泡沫铝孔隙率、聚氨酯含量对泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩性能和吸能性能的影响规律。方法对试样进行准静态压缩试验。结果通过准静态压缩试验,分别得出了对应的应力-应变曲线,并通过应力-应变曲线推导出吸能-应变曲线。结论从试验所得的应力-应变曲线和吸能-应变曲线可知,泡沫铝压缩性能、吸能性能随着泡沫铝孔径的增加而变好,且在泡沫铝中加入聚氨酯形成泡沫铝-聚氨酯复合材料后,其压缩性能、吸能性能相对于单纯泡沫铝、聚氨酯有很大提升。当泡沫铝孔隙率一定时,泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能、吸能性能会随着聚氨酯含量的增加而变好。当聚氨酯含量一定时,泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能、吸能性能会随着泡沫铝孔隙率的减小而变好。     

植物型软质聚氨酯泡沫制备及缓冲性能研究

以玉米秸秆为原料,利用植物原料的液化技术,制备了植物型软质聚氨酯泡沫并研究了其缓冲性能.重点研究了秸秆的多羟基醇液化产物和异氰酸酯的比率对聚氨酯泡沫性能的影响,当异氰酸酯用量低时可以得到软质聚氨酯泡沫;所制备的软质聚氨酯泡沫具有良好的缓冲性能,在包装领域应用前景光明.最后,通过红外光谱分析聚氨酯生成的机理.     

泡沫铝-聚氨酯复合材料制备及力学性能分析

目的研究泡沫铝相对密度、聚氨酯含量、聚氨酯硬段质量分数(硬段在热塑性聚氨酯弹性体橡胶中所占的质量分数)对泡沫铝-聚氨酯复合材料力学性能的影响。方法自行制备泡沫铝-聚氨酯复合材料,对制备的泡沫铝-聚氨酯样品进行准静态压缩实验。结果通过准静态压缩实验,得出了不同泡沫铝的相对密度、聚氨酯含量、聚氨酯硬段质量分数分别对应的应力应变曲线。当聚氨酯硬段质量分数和聚氨酯含量一定时,泡沫铝相对密度从5.4%提升到6.1%,泡沫铝-聚氨酯屈服强度增加了12.8%,流变应力增加了29.8%。当聚氨酯硬段质量分数和泡沫铝相对密度一定时,聚氨酯含量从9.21 g提升到13.19g,泡沫铝-聚氨酯屈服强度增加了32.6%,流变应力增加了10.9%。当聚氨酯含量和泡沫铝相对密度一定时,聚氨酯硬段质量分数从15%提升到25%,泡沫铝-聚氨酯屈服强度增加了95%,流变应力增加了55.5%。结论不同的泡沫铝相对密度、聚氨酯含量、聚氨酯硬段质量分数与泡沫铝-聚氨酯复合材料的力学性能成正相关的关系,泡沫铝相对密度、聚氨酯含量、聚氨酯硬段质量分数与泡沫铝-聚氨酯复合材料的缓冲吸能特性成正相关的关系。     

Characterization of Aluminum Foam Impact Response

Strength of Materials - The paper addresses the investigation of high-strain rate compressive behavior of Al foams subjected to impact at the intermediate striking velocity ranged from 40 to...     

Corner Foam Versus Flat Foam: An Experimental Comparison on Cushion Performance

Most cushion structures used in the industry are end caps, edge or corner foam. The bearing area and thickness of the cushioning obtained from cushion curves apply, in principle only, to flat foam because the specimens used to develop the cushion curves are flat foam samples. This study is aimed at finding the difference between the two foams in stress–strain relationship and dynamic impact. A hysteresis cycle compression test, in conjunction with digital image correlation techniques, and a shock cushion test were performed to assess the static stress and strain, energy dissipated and maximum acceleration of flat and corner foams. The study found that the static stress of the corner foam that occurred during the compression testing is 23% higher in average than the flat foam, depending on the compression speed. The shock cushion curve of the corner foam showed a similar pattern as the flat cushion curve but was shifted horizontally to the right as a result of the increased static stress. This study recommends that the conventional cushion curve should be shifted to the right horizontally by about 23–35% in order for a packaging designer to apply it for corner foam. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

泡沫铝在冲击安全防护中的应用

对泡沫铝冲击吸能器工程设计提出了可行性方案并对其厚度进行了理论设计,举出设计实例,运用有限元法进行仿真检验;结果证明,理论设计与仿真结果是相一致的,设计方法为吸能器的选材与设计提供了依据。     

竹纤维发泡缓冲包装材料的静态力学性能建模

介绍了竹纤维发泡缓冲包装材料的实验室制备过程,并进行了静态平压性能试验.在分析该新型绿色包装材料的应力-应变曲线特征的基础上,建立了静态非线性本构模型.     

木材纤维热压发泡缓冲包装材料研究

以聚合物发泡技术与人造板工艺技术相结合,研制了一种木材纤维发泡缓冲包装材料。研究结果表明:在施胶量为20%,发泡剂用量3%,热压时间6 min,热压温度160℃条件下压制的制品,其静态压缩载荷急剧增加时的最大应力值可达25.3 MPa,应力-应变曲线呈线性增加的趋势。     

泡沫铝夹层结构复合材料低速冲击性能

以泡沫铝为夹芯材料,玄武岩纤维(BF)和超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)复合材料为面板,制备夹层结构复合材料。研究纤维类型、铺层结构和芯材厚度对泡沫铝夹层结构复合材料冲击性能和损伤模式的影响规律,并与铝蜂窝夹层结构复合材料性能进行对比分析。结果表明:BF/泡沫铝夹层结构比UHMWPE/泡沫铝夹层结构具有更大的冲击破坏载荷,但冲击位移和吸收能量较小。BF和UHMWPE两种纤维的分层混杂设计比叠加混杂具有更高的冲击破坏载荷和吸收能量。随着泡沫铝厚度的增加,夹层结构复合材料的冲击破坏载荷降低,破坏吸收能量增大。泡沫铝夹层结构比铝蜂窝夹层结构具有更高的冲击破坏载荷,但冲击破坏吸收能量较小;泡沫铝芯材以冲击部位的碎裂为主要失效形式,铝蜂窝芯材整体压缩破坏明显。     

玉米秸秆缓冲包装材料的研制及性能测试

研究了以玉米秸秆和氧化淀粉为主要原料制备植物纤维发泡制品的工艺.结果表明:氧化淀粉是合适的粘合剂,发泡温度应控制在70～100℃,适合的秸秆用量为20%～30%,发泡剂用量为10%左右时,制品经性能测试具有良好的实际使用性能.     

泡沫铝夹芯梁抗爆性能的数值模拟分析

运用有限元软件LS-DYNA分析重量相同的2种材料梁在爆炸荷载作用下的动力响应,其中一种由304#不锈钢面板与泡沫铝芯材复合而成的夹芯梁,另一种由304#不锈钢单一材料制成的实体梁.对比了相同重量2种梁在跨中位移的变化情况,并将泡沫铝夹芯梁的计算结果与文献实验数据作了对比分析.结果显示,在冲量分别为1.83 kNs/m2、3.77 kNs/m2、6.08 kNs/m2及7.0 kNs/m2动荷载作用下,304#不锈钢实体梁的跨中位移分别是304#不锈钢面板泡沫铝夹芯梁跨中位移的1.1倍、1.35倍、1.26倍及1.14倍.由此可知,相同重量304#不锈钢面板泡沫铝夹芯梁较304#不锈钢实体梁具有更好抵抗爆炸荷载作用的能力.     

发泡石头纸的制备和性能检测

在石头纸粒料中分别加入质量分数为0.1%,0.4%和0.7%的AC发泡剂,经过高速冷混、熔融混合后,从挤出机挤出预发泡纸膜,再经过热压使纸膜发泡,冷切后分别制得了厚度增加倍率为0.4,0.2和0.8的发泡石头纸。通过扫描电镜对发泡石头纸表面结构和横截面结构进行了观察,发现石头纸表面有微孔结构,石头纸内部的微孔结构规整,其孔壁在发泡产生的气体压力下被拉伸,随着发泡剂量的增加这种拉伸现象越明显。研究表明:发泡石头纸的密度比普通未发泡石头纸减小了16%～30%;石头纸中AC发泡剂质量分数为0.1%时,发泡石头纸的物理性能增强,质量分数为0.4%和0.7%时,其物理性能有所下降。     

废纸浆发泡缓冲包装材料的研究

研究了在废纸浆发泡材料的制备过程中发泡剂、增塑剂两方面因素对试样静态缓冲性能的影响,并确定适宜工艺条件:干纸浆、发泡剂、增塑剂3者质量之比为10:0.75:1.3,最高抗压强度达到85N/cm2,有好的缓冲性能,达到缓冲包装材料的使用要求.