基于Johnson-cook本构模型的EPE包装跌落冲击模拟

目的将聚乙烯泡沫塑料在动态压缩试验下得到的力学性能引入有限元中,创建材料模型,并应用于跌落冲击仿真分析,以提高仿真的精确度。方法通过聚乙烯泡沫塑料在不同速率下的压缩试验,得到真实的应力-应变曲线,并基于Johnson-cook本构模型在有限元中建立EPE的材料模型。最后用AnsysWorkbench中的LS-DYNA模块对聚乙烯泡沫缓冲包装的跌落过程进行仿真分析,用LS-PREPOST软件进行后处理。在此基础上,对比分析仿真结果和实验结果。结果仿真结果的误差分别为0.85%,1.6%,2.97%,与实验结果基本一致。结论基于Johnson-cook本构模型构建的聚乙烯泡沫塑料有限元材料模型能有效提高低速冲击的仿真精度,为非线性材料和应变率敏感材料的有限元动态冲击分析提供了参考。     

EPE棱跌落缓冲性能试验研究

目的对EPE棱跌落的缓冲性能进行试验研究,验证现有棱跌落当量面积计算方法的局限性,并探索动态当量面积的计算方法。方法通过动态冲击试验研究,对比棱线接触、V台接触和纸箱包装棱部冲击等3种接触方式对当量面积大小的影响程度,以及构成棱部缓冲结构中边长、棱长与缓冲作用的关系。结果 3种接触方式动态冲击试验获得的最大加速度-静应力曲线族表明:在构成的棱部缓冲结构中,在相同当量面积条件下,棱长的增加会降低冲击接触应力和加速度;边长变化对实际应用中缓冲效果的影响不显著。结论现有当量面积计算方法无法作为可靠的缓冲设计依据。在棱跌落冲击状态下,棱垫的边长变化较棱长对缓冲性能有更大的影响。     

基于改进后Sherwood-Frost本构模型对EPE冲击模拟

目的为了改进Sherwood-Frost本构模型,提升EPE高速、大变形冲击仿真精度。方法通过万能材料试验机对EPE进行静态压缩试验,获得不同压缩速率下的应力-应变曲线,结合热激活机制Seeger模型与反比例函数模型,对Sherwood-Frost本构模型应变率项进行改进,并用试验验证模型的可靠性;基于改进后的Sherwood-Frost本构模型,以ABAQUS软件为平台,对EPE材料进行冲击模拟仿真,并用试验数据验证仿真的准确性。结果模拟仿真结果与试验数据吻合良好;在冲击高度为1200,1300 mm的条件下,最大加速度误差分别为6%,2.03%。结论改进后的Sherwood-Frost本构模型具有良好的可靠性;基于该模型对EPE进行高速、大变形的冲击仿真,准确性较高。     

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。     

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。     

发泡聚乙烯包装系统冲击谱研究

建立了发泡聚乙烯缓冲包装系统的缓冲模型,运用四阶变步长Runge-Kutta方法,计算出了此非线性系统在半正弦脉冲冲击下的冲击响应谱,并讨论了参数λ1,λ2和λ3对冲击谱的影响规律。     

蜂窝纸板/EPE组合材料的动态缓冲性能

对发泡聚乙烯、蜂窝纸板及其组合材料进行动态压缩试验,测试这些材料的动态缓冲性能,目的是考察组合后材料缓冲性能的变化,以及组合方式对缓冲性能的影响。测试结果表明:组合结构兼有两者的优点,对可变载荷的缓冲与防振具有一定的自适应性能力;采用厚度较大的蜂窝纸板有利于提高组合材料对大载荷的缓冲性能;采用一定厚度的发泡聚乙烯可较大幅度地提高组合材料的缓冲性能。     

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。     

低温对聚乙烯发泡材料动态缓冲性能的影响

目的在低温环境条件下,测试与分析2种冲击高度(61,76 cm)下聚乙烯发泡材料的动态缓冲性能。方法参考实际包装件流通环境的温度范围,分别在23,0,-15,-30℃等4种温度条件下进行聚乙烯发泡材料的动态冲击试验。结果在低温环境条件下的EPE动态冲击曲线中,对应于最小加速度处的静应力较常温条件下的增加0.9~2.5 k Pa,加速度值降低约7~8 g。结论低温环境下,缓冲材料动态载荷能力增加,其最小加速度值低于常温条件下相同受力状态下的数值。在实际包装设计中,应结合实际流通环境温度进行缓冲设计。     

基于EPE的投影机缓冲包装设计

本课题HNEC牌投影机为研究对角,对国内现有包装进行改进和创新,用发泡聚乙烯（EPE）代替发泡聚苯乙烯（EPS）。进行投影机的运输包装设计。     

基于Burgers模型对缓冲材料EPE压缩蠕变行为的分析

目的 为解决缓冲材料发泡聚乙烯因蠕变引起保护失效的问题,基于Burgers模型,分析载荷、应力保持时间对EPE压缩蠕变行为的影响。方法 根据不同应力下的不同保持时长压缩蠕变试验结果,拟合EPE不同应力下的压缩蠕变试验数据,分析不同应力、应力保持时间下的EPE蠕变过程中蠕变总量、弹性应变、黏弹性应变和黏性应变的变化规律。结果 Burgers四元件力学模型对EPE不同应力下的压缩蠕变实验数据拟合度为0.992 4～0.998 9。在同一应力保持时间下,随着应力从3.3 kPa增加到5.3 kPa,弹性模量E₁、弹性模量E₂、黏度系数η₂、黏度系数η1都逐渐减小,蠕变总量、黏性应变呈非线性显著增加,弹性应变、粘弹性应变呈线性微量增加;在同一应力下,随着应力保持时间从20 d增加到120 d,弹性应变一直保持不变,占蠕变总量的比例降低,粘弹性应变先微量增加后保持不变,占蠕变总量的比例降低,黏性应变增加,占蠕变总量的比例增加。结论 Burgers模型可较准确地模拟EPE不稳定蠕变阶段和稳定蠕变阶段的压缩蠕变行为;应力的增加导致EP...     

多线函数法在曲线拟合中的应用研究

为了研究某些现象的发展趋势,需要用到各类曲线拟合方法,如多项式趋势模型、对数趋势模型等。基于多面函数法原理提出了多线函数法,应用于曲线拟合。为了验证该方法的可行性,在MATLAB平台开发程序对某铁路中线进行拟合计算,通过与多项式拟合方法在各种条件下的实验对比,证明多线函数法具有精度高、计算简单等优点,是一种优秀的曲线拟合方法。     

椰壳纤维/IPC复合材料的应力-应变曲线拟合及界面改进

采用扫描电子显微镜、万能材料试验机对椰壳纤维/抗冲共聚聚丙烯（IPC）界面改进复合材料的断面形貌、力学性能进行了研究。利用高斯函数模型拟合椰壳纤维/IPC复合材料的应力-应变曲线,得到其数学表达式,计算曲线下的面积,得到各料的韧性模量。结果表明,马来酸酐接枝聚丙烯（MAH-g-PP）作为相容剂改性的复合材料各项力学性能...     

发泡聚乙烯最大加速度-静应力曲线快速获取方法研究

目的 研究快速、准确预测最大加速度-静应力曲线的方法。方法 首先利用落锤冲击试验机获取了5个不同高度下,5种不同厚度的发泡聚乙烯的最大加速度-静应力曲线。在此基础上,分析对比文中3种不同的改进拟合法与已有的动应力与动能量多项式拟合法的区别。结果 研究发现,当不区分高度的情况下,以最大加速度因子为函数值,以跌落高度、衬垫厚度、静应力为变量进行拟合时,其代表预测精度R²的平均为0.835,相比动应力与动能量多项式拟合法的0.299 6要高。但曲线右侧的预测精度偏低。引入以静应力为变量的多项式作为修正因子后,R²的平均值为0.934。预测精度有所提高,右侧的预测偏差减小,但仍存在。在区分高度的情况下,以带有修正因子的公式进行预测时,R²的平均值为0.984,曲线向右侧预测偏差逐渐增大的现象明显改善。结论 区分高度情况下,利用带修正因子的预测公式可以快速且较准确地预测最大加速度-静应力曲线,可以为冲击防护设计及相关软件的开发提供一定的帮助。     

冲击韧脆转变曲线数学模型的选择

分别利用Boltzmann函数和双曲正切函数两种数学模型对系列冲击试验中的试验数据进行拟合,得到了材料的冲击韧脆转变曲线,比较了这两种数学模型的优劣和适应性,并对数学模型中各参数的选择进行了讨论。结果表明：Boltzmann函数和双曲正切函数这两种数学模型是同一函数的不同表达式,在拟合冲击韧脆转变曲线过程中都具有同样良好的效果;当曲线上、下平台不明显时,合理地假设上、下平台值,是准确预测韧脆转变温度的前提。