叠置组合缓冲衬垫设计算例及数值仿真对比分析

目的提出叠置组合缓冲衬垫的设计思路,并对该方法的正确性进行数值仿真验证。方法基于数学思想对叠置组合缓冲衬垫设计方法进行分析,设计线弹性材料模型算例,并获得解析解,最后基于Ansys软件的DTM模块进行数值仿真验证。结果数值仿真结果与解析解的误差为2.1%,验证了叠置组合缓冲设计方法的正确性。结论从数学意义上理解,叠置组合缓冲衬垫设计方法是不确定方程组求解问题,需要通过施加更多的约束条件获得确定的设计结果。Ansys软件的DTM模块可以用于缓冲包装系统的性能评价,是一种简单高效的分析工具。     

包装衬垫的缓冲性能

分析几种包装衬垫模型的缓冲性能。在衬垫动态压缩和静态压缩试验的基础上,提出泡沫塑料包装衬垫缓冲性能的基本特征,对两种国产泡沫塑料衬垫材料建立了便于反映其缓冲性能而又符合其静态压缩应力应变关系的非线性弹性模型,拟合了模型参数。     

泡沫塑料包装衬垫缓冲性能建模

本文从非线性粘弹性物质的多重积分型本构方程出发,引入塑性应变,推导了粘弹塑性物质的微分型本构方程.进一步考虑材料的损伤特性,建立了泡沫塑料包装衬垫的缓冲性能模型.根据在一种跌落高度、衬垫厚度和静态应力组合条件下的国产可发聚苯乙烯沫泡塑料的连续多次跌落冲击试验数据,识别了其缓冲性能模型参数.动力学计算与试验结果的比较表明,该模型能较好地反映可发聚苯乙烯泡沫塑料包装衬垫在连续多次跌落冲击过程中的加速度、速度、位移变化,冲击能量的吸收性和塑性变形等基本特性.并且仅根据在一种组合条件下的试验数据所识别的这一模型,在其它组合条件下其缓冲性能与试验结果也吻合较好.     

瓦楞纸板衬垫缓冲性能的研究

介绍了楞纸板衬垫垂直方向和平面方向的动态压缩特性。     

组合瓦楞纸板缓冲衬垫的力学性能研究

本文研究了3A型、3B型、BAB型组合瓦楞纸板缓冲衬垫的抗弯性能和平压性能。抗弯试验结果表明,组合衬垫的载荷一挠度曲线可分为4个阶段,依次为瞬时弹性变形阶段、延迟弹性变形阶段、弹塑性变形阶段和屈服塑性变形阶段;从抗弯性能方面考虑,在对瓦楞纸板进行粘接使用时,可以将A型或B型瓦楞自行组合,但最好不要将B型或A型瓦楞与AB型瓦楞组合。平压试验结果表明,在3A型、3B型及BAB型组合瓦楞纸板缓冲衬垫的静态压缩曲线均存在三个峰值,且峰值与瓦楞纸板层数一一对应,各层按照屈服强度从小到大的顺序依次屈服、破坏;从静态压缩性能方面考虑,BAB结构的抗压性能最好,3B结构次之,3A结构最差。根据静态压缩试验绘制的瓦楞纸板缓冲系数-最大静应力曲线,为采用组合瓦楞纸板衬垫进行缓冲包装设计提供了依据。当采用该曲线进行缓冲包装时,应根据产品特性及流通环境特点,尤其是产品或包装件可能给予缓冲衬垫的静压力范围,合理选择衬垫的组合型式。     

植物纤维衬垫缓冲性能的研究

通过植物纤维衬垫的静态压缩试验,对其缓冲性能进行了研究;并绘制出植物纤维衬垫的C-σm曲线、C-ε曲线、C-E曲线供缓冲设计用.     

缓冲衬垫精确设计法

在对衬垫设计公式深入分析的基础上，总结出了毁满足缓冲要求、又符合挠度样核条件的衬垫极大、极小尺寸值，提出了单纯增大衬垫面积反面是导致产品破损的原因之一的结核，并应用于考虑产品重心的衬垫设计方法之中，并给出了重心设计方法及步骤。     

蜂窝纸板及其衬垫缓冲特性研究

测试蜂窝纸板的静态压缩特性曲线、蠕变及回复特性曲线和缓冲特性曲线，并建立其力学模型。结果表明，蜂窝纸板具有优良的力学特性和缓冲性能。另外，讨论了叠置蜂窝衬垫和并置蜂窝衬垫的缓冲系数。     

正棱台缓冲垫结构参数对静态缓冲性能的影响

目的研究不同结构参数的正棱台缓冲垫(EPS)在接触面积相同且体积相同时静态缓冲性能的差异。方法以发泡聚苯乙烯(EPS)为试验材料,设立10组接触面积相同,体积相同,厚度及斜面倾角不同的正棱台结构样本,利用万能材料试验机对10组样本进行静态压缩试验,得到10组不同结构参数的应力-应变曲线、应变能-应变曲线、应变能-应力曲线及缓冲系数-静应力曲线。结果随着斜面倾角的增大,缓冲垫的刚度逐渐增大,能量吸收增大,当斜面倾角大于等于70°后,缓冲性能基本相同;在缓冲垫受到同等冲击强度条件下,斜面倾角为80°时正棱台缓冲垫的缓冲性能最好,应变能最大,且其产生的变形量及应力均小于普通六面体缓冲垫。结论在包装设计过程中,可将接触面的侧面设置为80°倾角,按照此结构设计包装,产品更安全,接触部位厚度可降低25.12%,真正实现了降本增效。     

玉米秸秆缓冲包装材料动态缓冲性能的研究

研究了以玉米秸秆和淀粉为主要成分的新型缓冲包装材料的动态缓冲性能,利用动态跌落测试采集和数据处理程序对试验数据进行处理,得到了材料的加速度时间曲线、最大加速度与厚度和跌落高度的响应面立体分析图、最大静应力与厚度和跌落高度的响应面立体分析图、缓冲系数与厚度和跌落高度的响应面立体分析图.     

充气量对充气缓冲包装垫缓冲性能的影响研究

为了对充气包装缓冲设计提供基本参数,以2种规格的PVDC/PE复合膜充气包装垫为研究对象,对不同充气量的充气包装垫进行了静态和动态的压缩实验,研究和分析了充气量对充气包装垫静态缓冲性能及动态缓冲性能的影响。     

木薯渣纤维制备发泡缓冲包装材料的研究

以木薯渣为原料,加入可溶性淀粉、交联剂、催化剂和发泡剂后烘焙发泡,制备了新型植物纤维发泡缓冲材料。分析了木薯渣粒度和胶粘剂、发泡剂、催化剂用量等对发泡缓冲材料静态缓冲特性的影响;通过Statis-tics Analysis System 9.0软件对实验进行了中心组合设计。结果显示最佳发泡条件为:胶粘剂、发泡剂、催化剂添加量分别为2.0,6.0,2.4g;发泡温度为63～68℃,发泡时间为14～17h。     

缓冲包装设计方法数学内涵探析

为便于设计者理解和掌握缓冲系数-最大应力曲线的缓冲设计方法,利用数学方法进行了研究。将材料缓冲系数-最大应力曲线等效为通用函数方程的形式,并与缓冲面积及厚度计算公式一起作为不定式方程组进行分析,从而将基于缓冲系数-最大应力的缓冲设计方法转化为求解不定式方程组的问题。对几种经典的缓冲包装衬垫面积和厚度计算方法进行了分类和诠释。这些典型的缓冲结构面积及厚度设计方法本质上是为求解不定式方程组增加了不同的约束条件,将求解不定式方程组转变为求解适定方程组的问题,有助于设计人员灵活地设计缓冲包装结构。     

折叠型双瓦楞纸板衬垫动态缓冲特性的试验研究

试验研究了3种折叠型双瓦楞纸板衬垫结构在跌落高度分别为30cm、60cm、90cm 3种条件下的动态缓冲特性,采用3次多项式曲线拟合法获得了峰值加速度-静应力曲线的经验公式和特征系数.这些研究工作对折叠型双瓦楞纸板衬垫在运输包装中的应用具有良好的参考价值.     

缓冲包装设计若干问题

用数字方法讨论缓冲包装件在全面缓冲和局部缓冲条件下,在对角方向承受冲击作用时的缓冲效果。根据推导出的算式表明,在外包装纸箱全面缓冲条件下,发生在产品上的冲击加速度角跌落比平面跌落来得小,局部缓冲时角跌落比平面跌落来得大。     

缓冲包装中的模糊性问题

介绍缓冲包装广泛存在的模糊概念,叙述模糊量的运算,通过模糊运算和模糊推理,对缓冲包装设计的合理性作出判断,并给出计算实例。