基于静态压缩实验的包装缓冲材料性能研究

发泡聚苯乙烯（EPS）和发泡聚乙烯（EPE）缓冲包装材料都是粘弹性材料。本实验模拟了这两种缓冲材料在包装件中的使用情况。通过应力-应变曲线和缓冲系数最大静应力曲线对比分析了EPS与EPE在预压缩前后表现出来的力学性能和缓冲性能。为缓冲包装设计起到一定的指导意义。     

发泡聚乙烯缓冲材料的静态压缩缓冲曲线研究

本实验是模拟缓冲材料在大型包装件中的使用情况.对比并研究了EPE缓冲材料在预压缩前后所表现出的力学性能和缓冲性能.通过应力-应变曲线描述了EPE缓冲材料的静态压缩力学性能,从转化后的缓冲系数-最大应力曲线中获得最小缓冲系数及所对应的最大应力值.将对使用EPE进行缓冲包装设计起到一定的指导意义.     

外包装瓦楞纸箱对缓冲性能的影响研究

目的研究外包装瓦楞纸箱对整体缓冲性能的影响。方法实验设定400,600,750 mm等3个等效跌落高度,设置单种EPE与EPE/瓦楞纸板组合材料的对比实验组,测定试样的动态压缩残余应变、最大加速度变化率,并绘制应力-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EPE/瓦楞纸板的缓冲性能明显优于单种EPE,最大加速度值平均减小5%~13%,缓冲系数减小2%~10%,同时极值点的承载能力提高了20%左右。结论瓦楞纸板组合材料的缓冲性能明显增强,考虑外包装箱瓦楞纸板的缓冲作用具有实际应用意义。     

发泡聚丙烯动态缓冲性能分析

目的研究发泡聚丙烯材料的动态缓冲特性。方法对发泡聚丙烯材料进行动态压缩试验,分析密度、厚度、跌落高度对发泡聚丙烯动态缓冲性能的影响。结果发泡聚丙烯密度越大,动态压缩特性曲线最低点对应的加速度和静应力越大,最小缓冲系数越大。发泡聚丙烯厚度越大,曲线最低点对应的最大加速度越小,对应的静应力越大。随着跌落高度的增加,曲线最低点对应的最大加速度逐渐增加,静应力逐渐减小。结论在安全范围内,考虑到轻量化和成本因素,选择缓冲材料时需要综合考虑材料的密度、厚度以及实际的运输环境。     

发泡聚乙烯缓冲包装结构设计

目的探讨由应力-应变曲线推导最大加速度-静应力曲线,进行发泡聚乙烯缓冲包装结构设计的方法。方法利用发泡聚乙烯的应力-应变曲线推导得到最大加速度-静应力关系,结合算例验证方法的可行性。结果得到了符合设计要求的缓冲材料的最小厚度值。结论此方法丰富了包装动力学的基本理论,方便了缓冲包装结构设计。     

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。     

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。     

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。     

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。     

EPE缓冲性能测试及缓冲包装设计方法

目的建立缓冲材料性能数据库,为缓冲包装设计提供数据支持,获得科学的缓冲包装设计方案。方法依据GB/T 8167—2008《包装用缓冲材料动态压缩试验方法》对EPE的缓冲性能进行测试,依据GB/T 8169—2008《包装用缓冲材料振动传递特性试验方法》对EPE振动传递特性进行测试。结果获取了EPE最大加速度-静应力曲线和振动传递率-频率特性曲线,建立了EPE缓冲包装设计流程,编制了EPE缓冲包装设计软件。结论通过实例验证了软件的可行性,提高了设计效率和质量,为EPE材料的缓冲包装设计提供了依据。     

EPE泡沫塑料在多次冲击下的缓冲性能

目的预测并分析多次冲击下EPE缓冲材料的缓冲性能。方法应用应力-能量法得到并分析多次冲击下的缓冲曲线,评价EPE缓冲材料的缓冲性能变化。结果 EPE试样在经受多次冲击后,厚度会减小,缓冲性能会下降。结论在缓冲包装设计中,要充分考虑环境因素,根据物流环境条件适当增加缓冲垫厚度,使产品得到充分防护。     

基于本构模型的发泡聚乙烯缓冲特性曲线研究

目的 建立EPE本构模型,并基于本构模型研究EPE缓冲系数-最大应力曲线。方法 通过静态压缩实验得到EPE应力-应变曲线,利用三次Bezier曲线拟合实验曲线,根据拟合曲线求得缓冲系数,从而得到缓冲系数-最大应力曲线。结果 利用三次Bezier曲线拟合得到了EPE分段本构模型,基于本构模型建立了EPE分段缓冲系数-最大应力曲线参数方程。本构模型、基于本构模型建立的EPE缓冲系数-最大应力曲线均收敛于分段点（0.3,0.1075）,且当拟合应力值为0.4529 MPa时,得到缓冲系数最小值（5.0362）。结论 利用三次Bezier曲线拟合得到的应力-应变曲线与实验曲线有很好的拟合度,分别基于本构模型建立的和由实验数据得到的2条EPE缓冲系数-最大应力曲线有较好的拟合度,基于三次Bezier曲线拟合的本构模型研究EPE缓冲特性曲线是可行的。     

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。     

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。     

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。     

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。     

泡沫塑料/瓦楞纸板组合结构的缓冲性能

目的分析比较不同种类缓冲材料组合结构的缓冲性能。方法将EPS和EPE分别与单、双瓦楞纸板进行叠合,获得4种组合结构件,对上述缓冲材料进行静态压缩试验。结果得到不同材料的应力-应变曲线及缓冲系数曲线。结论泡沫塑料/双瓦楞纸板的应变能大于泡沫塑料/单瓦楞纸板;EPE/双瓦楞纸板的缓冲性能相对于EPS/双瓦楞纸板来说更为优异;泡沫塑料/双瓦楞纸板的最小缓冲系数低于相对应的泡沫塑料。     

基于EPE的可折叠泡沫缓冲衬垫研究

为解决传统缓冲衬垫人工成本高、材料浪费严重、物流及仓储费用高、包装效率低、不可以自动化生产等问题,介绍了EPE可折叠泡沫缓冲衬垫的生产工艺和设计方法,并用多个实际应用的案例,验证了可折叠泡沫缓冲衬垫的优势,对缓冲包装设计有一定的指导意义。