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。     

预压缩多层钙塑瓦楞纸板准静态压缩与动态缓冲性能研究

对不同预压程度下多层钙塑瓦楞纸板缓冲衬垫的力学性能以及缓冲特性进行了研究。通过静态压缩试验对比了缓冲衬垫在不同预压缩程度下的力学性能以及缓冲特性。将材料的应力-应变曲线转化为缓冲系数-最大应力曲线,从而获得最小缓冲系数,研究发现压缩率为5%到25%的缓冲材料可以有效地扩大缓冲保护范围。通过连续冲击试验得到了多层钙塑瓦楞纸板缓冲衬垫在连续冲击载荷条件下的冲击响应,利用加速度-时间曲线和冲击放大系数曲线分析了缓冲衬垫的缓冲特性。研究结果将对多层钙塑瓦楞纸板在缓冲包装设计中的应用起到一定的参考价值。     

弹力型双瓦楞纸板衬垫动态缓冲性能的试验研究

试验研究弹力型双瓦楞纸板衬垫的动态缓冲性能,得到弹力型双瓦楞纸板衬垫在跌落高度分别为30、60、90cm 3种条件下的最大加速度-静应力曲线,并采用最小二乘法和多项式曲线拟合,获得曲线的经验公式.这些结果为弹力型双瓦楞纸板衬垫在缓冲包装中的应用提供了基本数据和重要公式.     

蔗渣-淀粉发泡缓冲材料的本构方程及有限元仿真

目的研究蔗渣-淀粉发泡缓冲材料的缓冲性能,建立此类缓冲材料的本构方程,方便此类材料的应用。方法对不同密度的蔗渣-淀粉复合材料,在不同湿度和应变率条件下对其进行静态压缩试验,并在Sherwood-Frost本构模型的基础上加以扩展,加入湿度对应变的影响项,建立该复合材料的静态压缩本构方程。根据实验数据,采用Origin拟合的数学方法确定相关系数。以该静态压缩本构方程拟合出的应力-应变曲线作为材料特性载入Abaqus软件中,模拟淀粉-蔗渣纤维发泡缓冲材料并进行静态压缩试验仿真,得到仿真曲线,并与实际试验曲线进行对比。结果仿真实验与实际实验的数据误差较小,整体误差在10%以内。结论建立的静态压缩本构方程可以很好地表征该复合材料的缓冲性能,避免了设计缓冲衬垫时需要大量试验才能得到材料曲线的问题。     

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。     

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。     

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.     

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.     

基于能量吸收法的U型纸质缓冲材料性能模拟分析

目的 研究采用U型瓦楞纸板进行缓冲包装设计的量化方法。方法 通过建立不同相关密度单层U型瓦楞纸板有限元模型,得到不同压缩速度下瓦楞纸板的应力-应变数据和单位体积吸收能量-应力数据,进行数据拟合得到相关密度方程和应变率方程。结果 随着相关密度的增加,瓦楞纸板的最大许用应力也在不断增加;从单位体积吸收能量-应力曲线上看,不同相关密度瓦楞纸板的最大许用应力包迹线呈线性关系;拟合的应变率方程和相关密度方程经验证可以方便高效地进行缓冲包装设计。结论 拟合的应变率方程和相关密度方程使用方便、快捷、高效,减少了查表法带来的误差,在实际生产中具有一定意义。     

头部-聚苯乙烯泡沫-铝蜂窝缓冲系统冲击响应与优化设计

典型的头盔是由一层聚苯乙烯(EPS)泡沫作为内衬,为了改变头盔结构及改善吸收能量的能力,内衬局部出现了由EPS和铝蜂窝两层材料作为内部衬垫的新颖头盔以吸收能量。为研究此头盔的缓冲性能,基于EPS宏观三维可压缩本构关系与蜂窝薄壁壳结构,建立了头部-泡沫-铝蜂窝系统三维有限元模型。然后以EPS的密度、厚度,与蜂窝结构的胞元边长和厚度为设计变量,以比吸收能量最大为优化目标,得到对应的目标优化函数。最后运用响应面方法对此三维有限元结构进行优化设计,结果表明泡沫-蜂窝复合缓冲结构具有较好的吸收能量的能力,并有良好的适应性,为层状缓冲系统的冲击响应与产品开发提供了参考。     

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。     

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。     

滚石防护棚洞EPS垫层结构缓冲作用研究

工程实践表明聚氨酯泡沫（EPS）垫层结构对滚石防护棚洞有较好的缓冲作用,但其作用机理,缓冲效果定量评价还有待深度研究。为此,对滚石冲击荷载下铺设土垫层及EPS垫层结构棚洞板的动力响应进行了对比研究。首先通过静力压痕数值试验获取不同垫层结构与滚石在加卸载条件下的接触力—压痕关系,并将其引入棚洞板的冲击动力控制方程,进而计算滚石冲击荷载下不同垫层结构棚洞板的动力响应,并与动力有限元进行了对比分析,结果表明：本文理论解与动力有限元结果非常接近,理论方法可用于棚洞动力响应分析;EPS垫层结构缓冲效果显著,可大幅度降低滚石冲击力,且EPS材料密度越小、厚度越大耗能效果越明显。     

EPO材料缓冲性能的探究

目的通过试验对比EPE,EPS,EPO等3种材料缓冲性能的优劣。方法对一定规格的3种材料试样进行静态压缩试验、动态压缩试验,并结合Ansys有限元仿真技术,进行数据处理分析。结果在静态缓冲特性试验中,当材料所受应力大于3.5 kPa且小于180 kPa时,EPO与EPE及EPS的静态缓冲性能系数大小关系为EPEEPOEPS;当应力小于3.5 kPa或者大于180 kPa时,EPO的静态缓冲系数最小,即此时EPO的静态缓冲性能优于EPE和EPS。从动态缓冲特性试验中可知,静应力小于10 kPa时,3种材料的缓冲性能大小为EPSEPOEPE;当静应力大于14kPa时,缓冲性能大小排序为EPSEPOEPE;静应力大小介于10 kPa和14 kPa之间时,3种材料具有相似的缓冲效果。EPO材料动态缓冲特性处于EPE以及EPS之间,当静应力较大时,EPO呈现出与EPE更相近的性能,缓冲性能较EPS有所提升。结论经测试比较,EPO材料具有较好的缓冲性能,某些环境下可以作为新缓冲包装材料使用,未来有较好的发展前景。     

密度对聚丙烯泡沫材料动态冲击性能的影响

目的 以聚丙烯材料为研究对象,研究密度对其动态冲击性能的影响。方法 对4种不同密度的聚丙烯材料进行动态压缩试验,分析接触力、位移和应变以及吸收能、比吸能的变化,从而研究动态条件下不同密度的聚丙烯材料的动态冲击性能。结果 当密度一定时,最大接触力、最大位移、最大应变、比吸能随冲击能的增大而增大。当冲击能一定时,最大接触力随密度的增大而增大,最大位移、最大应变、比吸能随密度的增大而减小。结论 考虑到轻量化以及成本因素,在安全范围内,选择缓冲材料时可以选择密度较小的聚丙烯材料。     

两种缓冲材料并列组合的包装设计

提出了一种利用线弹性体材料的力学数据进行缓冲包装结构设计的方法,进行了详细的理论推导,得到了计算两种线弹性缓冲材料并列组合时结构尺寸的关系式。并对组合条件下的缓冲效果进行了讨论。     

基于高速图像测量技术的缓冲材料缓冲性能的表征

有效表征缓冲材料的缓冲特性对于优化设计缓冲包装十分重要。采用动态缓冲系数表征材料的缓冲性能是一种非常有效方法。基于动态压缩实验和高速图像测量技术,测量了发泡聚乙烯缓冲材料冲击过程中的动态应力—应变曲线,由此得到不同应力水平情况下单位体积的动态变形能和动态缓冲系数,从而直接表征了泡沫材料的动态缓冲性能,为缓冲包装设计提供了重要的基础数据。     

泡沫塑料的单轴压缩力学性能(上)

泡沫塑料具有优良的缓冲减震性能、良好的温湿度稳定性以及机械性能,仍是目前应用最普遍的缓冲材料之一,是大中型产品包装或高安全防护包装的首选.以EPS、EPP与EPE 3种具有较大性能差异的低密度发泡塑料作为主要研究对象,分析讨论了其在静态单轴压缩条件下的应力-应变关系及材料静压力学性能的影响因素.     

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。