EPE和EVA发泡缓冲材料吸能特性表征

研究了EPE和EVA两种发泡缓冲材料在动态冲击下的吸能特性。将落锤冲击试验得到的载荷位移数据进行处理,绘制得到了动态应力-应变曲线和动态能量吸收曲线,并重点讨论了材料厚度、密度和多次冲击等因素影响下的曲线特征。结果表明,密度和多次冲击对吸能特性影响显著。研究结论为产品包装材料合理选择和优化设计提供科学依据。     

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。     

快递包装EPE/瓦楞纸板动态缓冲性能

目的在设计快递包装时,应综合考虑瓦楞纸板和发泡聚乙烯(EPE)组合材料的缓冲作用,以达到减少缓冲材料用量的目的。方法以快递包装中常用的、不同厚度的EPE、三层瓦楞纸板、五层瓦楞纸板为研究对象,按照GB/T 8167—2008进行试验,得到EPE、三层瓦楞纸板/EPE、五层瓦楞纸板/EPE的最大加速度-静应力曲线,并进行拟合。结果 EPE材料越厚,其缓冲性能越好;将EPE、三层瓦楞纸板/EPE、五层瓦楞纸板/EPE等3组数据的双曲线函数进行拟合,拟合度均大于95%,拟合效果较好;在同一静应力下,动态缓冲性能优劣顺序为五层瓦楞纸板/EPE>三层瓦楞纸板/EPE>EPE。结论拟合函数可用于快递包装设计,同时试验结果为快递包装减量化设计提供了依据。     

基于缓冲材料选择的打印机防护包装设计

目的提高打印机包装的缓冲性能,避免打印机在流通过程中可能造成的外观性功能性损坏,从而造成不必要的损失。方法通过缓冲材料动态压缩实验,分析对比EPE和EPS的缓冲性能,从而设计缓冲结构,使整体包装包装具有优良的容装性、保护性和方便性。对包装件进行包装测试。结果经过分析对比厚度相同的EPE和EPS可知,EPE吸收的能量更多,缓冲性能更强。A瓦相较于B,E瓦的边压强度更高、缓冲强度更好。结论选择EPE作为缓冲材料,A型瓦楞纸板作为外包装材料设计打印机的整体运输包装。经震动测试加速度在许用范围之内时装载物并未受到损坏,跌落测试下包装件未受到严重损坏,因此打印机整体运输包装具有可行性。     

滚石冲击EPE-砂土复合垫层明洞动力响应研究EI北大核心CSCD

明洞顶部铺设缓冲垫层是提升明洞结构抗滚石冲击性能的重要措施之一,传统垫层主要以砂土材料为主,存在自重大、缓冲效果差等缺点。为此,引入具有轻质、高回弹性能的发泡聚乙烯(expandable polyethylene,EPE)材料,并与砂土组成EPE-砂土复合明洞垫层结构,采用物理模型试验及数值模拟手段,开展滚石冲击EPE-砂土复合垫层明洞动力响应研究及优化设计。研究表明:当垫层总厚度一定时,与传统砂土垫层、纯EPE垫层相比,EPE-砂土复合垫层在减缓滚石冲击力和降低下覆顶板应力及位移上均表现出更好的耗能缓冲效果;进一步,将EPE-砂土复合垫层应用于汶马高速桑坪隧道明洞工程中,通过多组工况数值模拟计算表明:当垫层总厚度设计为1.5 m时,在最大滚石设计冲击能级(1621 kJ)条件下,EPE-砂土复合垫层采用厚度比值为4∶1(砂土材料1.2 m,EPE材料0.3 m)时具有最佳防护效果。研究成果可为明洞工程EPE-砂土复合垫层设计提供理论依据及技术支持。     

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。     

基于有限元法的缓冲材料力学性能分析

目的基于有限元法对发泡聚乙烯(EPE)缓冲包装材料的力学性能进行分析。方法基于有限元法研究缓冲材料的厚度、压板的施压速度对EPE缓冲包装材料的应力分布及应力应变曲线的变化情况。结果随着缓冲材料厚度的增加,最大应力从1.646 kPa逐渐减小到0.624 kPa,材料屈服点的应力从41.700 Pa逐渐降低到14.727 Pa。随着施压速度的增加,压板与EPE接触边缘的最大应力由1.646 kPa逐渐增大到8.617 kPa,应力上升开始点的应力从23.497 Pa逐渐增大到144.978 Pa。结论应力主要分布在压板与缓冲材料接触边缘。随着缓冲材料厚度的增加,最大应力逐渐减小。随着施压速度的增加,压板与EPE接触边缘最大应力逐渐增大,且EPE缓冲材料内部受力区域逐渐增大。     

考虑易损件物品-EPE缓冲系统冲击响应分析

为研究易损件在发泡聚乙烯(EPE)缓冲作用下冲击响应,建立了二自由度非线性产品包装系统模型,分析了易损件与EPE黏弹性耦合后的跌落加速度特性,讨论破损边界上方区域内衬垫面积、厚度及其比值对易损件加速度响应的影响。结果表明,满足约束条件的易损件的最大加速度响应与缓冲衬垫面积和厚度关系成条状特性。随着EPE缓冲衬垫面积与厚度增大,易损件加速度先减小后增大。易损件最大响应加速度与缓冲衬垫体积关系呈现""形状,最后引入系数表征缓冲衬垫的经济性和易损件安全性。     

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。     

蠕变对发泡聚乙烯缓冲性能影响的研究

目的研究发泡聚乙烯(EPE)缓冲衬垫在受到内装产品长期静态压载后的缓冲特性变化规律。方法设定2个不同负载(15.3,22.2 kg)模拟某一类电子产品自重,并设置对照组,预载时间为72 h,进行静、动态缓冲特性实验,对比分析EPE产生不同程度的永久变形后,在不同预载量下的应力-应变曲线、最大加速度-静应力曲线及缓冲系数-最大应力曲线。结果预载使EPE静压的屈服阶段变短,吸能特性降低,最小加速度增大,最小缓冲系数增大。结论蠕变会显著降低EPE的缓冲性能,在对发泡材料进行缓冲特性研究时,应增加对材料初始形态的预处理,使其更加符合实际使用状况。     

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.     

基于Ansys的缓冲材料结构单元

目的研究纸浆模、EPE材料的单元结构与组合结构,以提高其缓冲性能。方法通过Ansys仿真分析单元结构的静态压缩实验,对比不同材料结构单元在静载时的承载能力,在此基础上,建立产品缓冲结构单元模型,运用Ansys/LS-DYNA的Drop Test模块进行动态跌落实验,比较不同材料结构单元与缓冲性能,并通过试验验证。结果验证了组合结构在静载和跌落冲击时的缓冲性能优于单个缓冲结构。结论在缓冲包装中,通过优化缓冲结构单元可提高结构的缓冲能力。     

戴尔笔记本电脑缓冲包装结构设计

目的优化戴尔笔记本电脑Vostro 1440的缓冲包装结构。方法了解产品特性和流通环境,确定缓冲包装材料,提出3个缓冲包装结构改进方案并与原方案进行对比分析,利用Ansys软件对最佳设计缓冲结构和原始缓冲结构进行跌落仿真测试分析。结果采用密度为0.029 g/cm3的EPE为缓冲材料,3个改进方案都不同程度节约了材料的用量并通过了挠度校核,其中方案3用量较少且具有多功能化,在跌落仿真中缓冲效果优于原始缓冲结构。结论产品缓冲包装结构将朝着绿色环保、高效能、低成本、多功能化趋势发展。     

电脑主机缓冲包装结构缓冲效果的高速摄像评价

为了评价电脑主机缓冲结构的缓冲效果,利用高速摄像测量方法,对电脑主机运输包装件冲击实验进行了冲击响应分析,研究了电脑主机包装件中EPE缓冲垫对电脑主机的防护作用。实验中分别取5,10,15 cm 3个跌落高度,利用跌落冲击瞬间缓冲垫、主机、水平滑台三者冲击作用的瞬态图像,通过采集图像进行处理和分析,得到了电脑主机的位移-时间、加速度-时间曲线以及水平滑台的加速度峰值和衬垫冲击传递率。结果表明,随着冲击高度的增加,电脑主机加速度响应随之增大,缓冲垫的冲击传递率达到50%左右,显示出EPE缓冲结构具有显著的缓冲效果。     

B楞双层瓦楞纸板衬垫平压缓动态性能建模

根据B楞双层瓦楞纸板衬垫静、动态平压的测试数据,归纳出瓦楞纸板平压缓冲性能的三个基本特征及其它特点。在构造静态模型的基础上,首次建立了能较全面反映瓦楞纸板衬垫在不同条件下连续多次平压冲击时动态响应的非线性粘弹塑性模型。该模型的建立及其参数的成功识别,不仅解决了瓦楞纸板衬垫的平压动力学计算问题,为缓冲包装优化设计创造了条件;也解决了测试工作量庞大的问题,通过少量测试,识别出模型参数,便可全面掌握瓦楞纸板平压的缓冲性能。     

梯形槽聚乙烯缓冲衬垫结构的有限元优化设计

目的探究梯形槽EPE缓冲衬垫结构的动态缓冲性能,优化缓冲衬垫结构,为后续缓冲结构设计提供科学的参考方案。方法以密度为23 kg/m3的EPE材料为试验对象,对材料样品进行静态压缩试验,数据处理得出应力-应变数据,将其导入Ansys Workbench材料库中,对产品衬垫系统进行有限元冲击模拟。将冲击理论计算结果与有限元分析结果进行对比。保持等效接触面积不变,对不同底角度数和开槽排布方式的产品衬垫系统进行有限元模拟,得出最大变形量、等效应力、速度等数据。结果底角小于70°时,缓冲结构整体刚度过小,导致跌落时产品触底,不能很好地保护产品;当底角大于70°时,度数为85°的缓冲衬垫等效应力最小,为0.0966 MPa,并且产品的速度改变量最小。底角为90°时,1个槽缓冲衬垫变形量最大,为30.282mm,等效应力为0.09681MPa。结论在结构设计时,可将底角85°、1个槽的缓冲结构作为设计的最佳参考值,以实现缓冲材料的减量化设计和最佳的保护性能的目标。     

电饭煲运输包装设计及跌落仿真分析

为研究电饭煲在流通过程中运输包装的缓冲性能,选择了环保型的缓冲材料发泡聚乙烯(EPE)为缓冲衬垫、AB型瓦楞纸板为外包装箱进行缓冲包装设计。根据电饭煲的规格和缓冲要求,对缓冲衬垫和外包装箱的结构进行了计算和设计,并利用Solidworks软件进行建模,并将其导入ANSYS中,设置各层缓冲包装材料的参数后,进行了自由落体跌落仿真试验;通过分析电饭煲运输包装件与地面接触瞬间的应力分布云图和最大应力曲线,发现在跌落过程中的最大应力出现在外包装箱与地面接触位置,最大应力小于电饭煲材料ABS的极限应力。因此,所设计的运输包装满足产品的缓冲要求,达到了保护电饭煲的目的。