丝瓜络材料静态缓冲性能试验及分析

目的研究得到丝瓜络材料的静态缓冲系数与最大应力曲线,为应用丝瓜络作为缓冲材料的计算提供理论依据与实验数据。方法参考GB 8168—1987包装用缓冲材料静态压缩试验方法,在电子万能实验机上测试不同分组样件,研究受力方向、尺寸、湿度、结构等因素对缓冲性能的影响,以及该材料与其他缓冲材料(聚脂海绵、瓦楞纸板)静态缓冲性能的对比。结果得到了丝瓜络材料力-位移曲线与应力-应变曲线,并计算得到了缓冲系数-最大应力曲线。结论丝瓜络是缓冲性能优越、环保的自然材料,可完全降解。完整的丝瓜络圆柱体纵向受压时的缓冲性能与瓦楞纸板结构以及蜂窝纸板结构类似,丝瓜络单层外壁材料可重叠横向受压,其缓冲性能与聚脂海绵类似,在大载荷情况下优于聚脂海绵。去除内芯的丝瓜络缓冲性能优于完整的丝瓜络圆柱,丝瓜络代替其他缓冲材料完全可行。     

EBE楞瓦楞纸板缓冲曲线研究

瓦楞纸板因其可降解性、优良的缓冲性能和隔温性能,常用于运输包装中。首先利用万能试验机得到了EBE楞瓦楞纸板静态应力-应变曲线,结果表明瓦楞纸板应力-应变曲线具有非单调性的特点,因此求解瓦楞纸板缓冲曲线需要分段处理。最后计算了EBE瓦楞纸板的缓冲系数-最大应力曲线,并给出了使用缓冲曲线设计包装结构的算例。     

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。     

B楞瓦楞纸板本构模型及其应用

瓦楞纸板因其可降解及优良的缓冲性能,常用于运输包装中。用万能试验机得到了B楞瓦楞纸板的静态应力-应变曲线,再用最小二乘法拟合出了此纸板的静态本构关系。然后,根据所拟合的曲线,计算出了B楞瓦楞纸板的缓冲系数-最大应力曲线。最后,给出了一个B楞瓦楞纸板的承载算例。     

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。     

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。     

蜂窝/ 瓦楞叠合纸板的缓冲性能研究

结合蜂窝纸板和瓦楞纸板的粘弹塑性和压缩破损机理,通过静态压缩实验,得到了蜂窝纸板和蜂窝/ 瓦楞纸板的应力应变曲线和缓冲系数应变曲线,建立了两者的静态本构关系,并分析了缓冲特性曲线。结果表明,蜂窝/ 瓦楞纸板的缓冲性能较蜂窝纸板更佳,为以瓦楞纸箱为外包装箱,蜂窝纸板为缓冲材料的包装件系统的优化设计提供参考。     

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。     

钙塑瓦楞纸板-蜂窝板复合结构缓冲功能实验分析

利用万能实验机分别对钙塑瓦楞纸板、蜂窝纸板和复合结构进行静态压缩实验,得到了对应的静态应力-应变曲线,进而通过计算得到相应的能量吸收-最大应力曲线,并对其曲线进行了对比分析。最后以不同的静态压缩速度对复合结构进行静态压缩实验,得到了复合结构在不同静态压缩速度下的应力-应变曲线,建立了最大应力-静态压缩速度的理论模型,并利用最小二乘法识别模型中的参数,建立的理论模型可以直接应用于缓冲包装设计。     

几种常用缓冲材料的性能研究

通过对泡沫塑料、瓦楞纸板、海绵等8种缓冲材料的冲击振动性能测试,得到各种材料的缓冲系数及其性能曲线,并对这些曲线进行对比性分析,建立相应的数据库,为各种材料在缓冲包装中的应用提供理论依据。     

平压单瓦钙塑瓦楞纸板本构模型

为得到由纸面板和钙塑瓦楞夹芯结构复合而成的钙塑瓦楞纸板的力学行为,基于单瓦钙塑瓦楞纸板平压准静态和碰撞冲击试验,得到并分析了钙塑瓦楞纸板准静态应力-应变曲线及半正弦脉冲激励下的应力-应变曲线,结果表明钙塑瓦楞纸板应力-应变曲线呈线弹性区域、波动式上升屈服区域和压实区域;对比准静态和动态应力-应变曲线可知,钙塑瓦楞结构几乎不受应变率的影响,这是由于钙塑瓦楞的材料特性决定的。根据测试数据的三个特征与考虑粘滞性的因素,建立了钙塑瓦楞纸板的静态、动态非线性本构关系,成功识别出模型中的参数。所用的碰撞冲击试验方法为表征缓冲材料的力学行为提供了一个新的方法,同时得到的动态模型可直接应用于考虑钙塑瓦楞复合纸板箱缓冲作用的产品跌落冲击响应与优化设计。     

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。     

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.     

疲劳振动对瓦楞纸板承载能力与缓冲性能的影响

对瓦楞纸板进行疲劳振动试验,测定分析振动次数、加速度对瓦楞纸板承载能力、缓冲性能的影响,并与未经振动材料进行比较.结果表明,随着振动次数、振动加速度的增加,瓦楞纸板剩余屈服应力减小,缓冲系数增大,其中在小应力阶段缓冲系数变化不大,在大应力阶段,缓冲系数显著增大.进行频率20Hz、加速度为2.0g、80000次振动试验后,瓦楞纸板承载能力下降了38.88%,静态应力0.012MPa下的缓冲系数增大了46.37%.缓冲包装设计时,应考虑疲劳效应对瓦楞纸板衬垫缓冲性能的影响,以确保实现预期缓冲包装的要求.     

疲劳振动效应对瓦楞纸板承载能力与缓冲性能的影响

瓦楞纸板作为产品运输包装的承载与缓冲基础材料,其使用过程中的性能保持性至关重要。运输振动将引起纸板疲劳破损,导致其相应性能的变化。对单瓦楞纸板进行加速度为0.5－2.0g、振动频率为20Hz的疲劳振动试验;进行瓦楞纸板的准静态压缩、跌落冲击试验,测定其承载能力与冲击加速度。结果表明,随着振动次数、振动强度的增加,纸板的承载能力、剩余屈服应力显著降低,缓冲性能下降。在此基础上,基于瓦楞纸板冲击试验数据,分析不同振动次数对瓦楞纸板的冲击最大加速度和缓冲系数的影响,获得了瓦楞纸板冲击最大加速度—静应力—振动次数、缓冲系数—最大应力—振动次数三维关系。研究表明瓦楞纸板存在疲劳破坏效应,研究结果为瓦楞纸板的疲劳缓冲包装设计提供技术依据     

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。     

不同规格蜂窝纸板缓冲性能的研究

通过静态压缩和动态压缩试验,研究蜂窝纸板的静态缓冲特性和动态缓冲特性与它的蜂窝芯柱、蜂窝孔径的关系.根据静态压缩试验所得的应力-应变曲线计算出蜂窝纸板的缓冲系数-应变曲线,根据动态压缩试验所得的最大加速度-时间曲线计算出缓冲系数-静应力曲线,为包装中蜂窝纸板的尺寸设计提供一定的参考.     

瓦楞纸板强度指标和缓冲性能对环境温湿度的响应

本文按照国家标准选取温湿度条件。在实验室内,针对瓦楞纸板在不同的温湿度条件下,分别做了瓦楞纸板的平压强度试验、边压强度试验以及瓦楞纸板静态压缩试验。通过试验,得到了不同条件下温湿度与瓦楞纸板平压强度的关系曲线、温湿度与瓦楞纸板边压强度的关系曲线以及不同温湿度条件下瓦楞纸板的静态缓冲特性曲线。根据试验结果得出不同温湿度条件下瓦楞纸板平压强度、边压强度、缓冲系数和应力应变的变化规律。瓦楞纸板在受到一定的静态压力负荷时即发生变形,从而吸收能量,该性能反映了瓦楞纸箱在运输和其它流通环节中,瓦楞纸板吸收冲击振动的能力。     

瓦楞纸板缓冲结构的缓冲性能影响因素研究

瓦楞纸板在缓冲包装中应用极为广泛,其结构对其缓冲性能有很大的影响。设计了内三角形、外三角形、正方形、正方形复合结构,通过静态压缩实验,绘制了其应力-应变曲线。分析比较了内外折叠情况、缓冲结构的角度、支座的形状以及斜撑等因素对缓冲性能的影响。研究表明,内三角结构的缓冲性能优于外三角结构;支座倾斜角度60°的结构具有较好缓冲性能;设计的缓冲结构中,最佳缓冲结构为正方形复合结构。研究结果对瓦楞纸板缓冲结构的设计及应用提供了参考。     

蜂窝纸板缓冲曲线特征分析

分析了典型缓冲材料与蜂窝纸板力学模型的应力-应变曲线及缓冲系数-最大应力曲线特征,并提出了利用缓冲系数-最大应力曲线设计蜂窝纸板缓冲衬垫的方法。研究结果表明:典型缓冲材料的应力-应变曲线呈现单调递增趋势;蜂窝纸板的应力-应变曲线特征比较复杂,分为线弹性阶段、屈曲变形阶段、密实化阶段;蜂窝纸板的缓冲系数-最大应力曲线不规则,线弹性阶段的缓冲系数较大,缓冲效率不高,在该阶段可以与其它缓冲材料组合使用,屈曲变形阶段的缓冲系数及应力均较小,缓冲效率较高,但需要跨越峰值应力,在该阶段衬垫设计按照线弹性阶段的峰值应力计算,密实化阶段的材料承受应力较大,不利于保护产品。预压后的蜂窝纸板损失了部分承载能力,其缓冲系数-最大应力曲线平滑,因而其衬垫可按照经典缓冲衬垫设计方法进行设计。