疲劳振动对蜂窝纸板缓冲性能影响

为探究蜂窝纸板在不同程度疲劳振动下缓冲特性的变化规律,通过对多种湿度环境下处理的纸板进行不同程度的疲劳振动,再进行准静态压缩试验,并借助Matlab软件得到其应力-应变曲线、缓冲系数与湿度、振动次数关系曲线、塑性形变及能量吸收曲线。结果表明,随着振动次数和相对湿度的不断增加,材料的承载能力、剩余屈服力、缓冲效果、吸能特性都随之减弱,且随应变大小而有所不同。振动后的蜂窝纸板与振前相比各项性能都有响应减弱,此研究可以为产品不同环境条件和物流情况下的缓冲包装设计提供理论依据。     

柱状塑膜空气垫承载与缓冲性能的试验研究

针对不同规格的柱状塑膜空气垫进行准静态压缩实验,测定其承栽力-变形特性,分析充气压力、结构尺寸对空气垫的承载、缓冲性能影响.结果表明:随着充气压力的增大,空气垫承载力有所提高,对小规格空气垫,充气压力对承载力影响较为显著,但随着规格尺寸增大,其影响显著性降低;空气垫材料有良好的缓冲性能;当承载应力较小时,空气垫缓冲系数变化幅度很大;而当承载应力到达一定值时,空气垫表现出较稳定的缓冲性能.     

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。     

环境相对湿度对高疏水性PVDF膜结构与性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)/辛醇/水为制膜体系,采用粗糙基底辅助相转化法制备PVDF多孔膜。考察了环境相对湿度对膜结构、透过性能和表面浸润性的影响。结果表明,环境相对湿度增大,膜表面孔数量增多,膜底面聚合物球晶生长更为充分,表面侧致密皮层减薄,在高湿度环境下,成为几乎对称的海绵状断面结构;当环境相对湿度低于50%时,膜的气通量几乎为0,相对湿度高于50%条件下,膜的气通量随相对湿度增大而增大;膜底面的疏水性随相对湿度的增大变化不甚明显,水接触角均在130°以上。     

环境湿度对瓦楞纸箱品质的影响

目的评价环境相对湿度对瓦楞纸箱质量的影响。方法在23℃和相对湿度为50%,70%,98%的环境中,比较3层、5层和7层瓦楞纸箱的抗压强度、耐破强度以及吸湿率等性能指标。结果瓦楞纸箱的吸湿率和含水率随环境湿度的升高而增大;当环境相对湿度在50%~70%时,瓦楞纸箱的耐破强度、边压强度及抗压强度等性能保持稳定;当环境相对湿度达到98%时,3层、5层和7层瓦楞纸箱的耐破强度比相对湿度50%条件下分别降低了53.8%,74.1%和76.3%,边压强度分别降低了71.4%,70.3%和77.5%,抗压强度和堆码层数显著下降;7层瓦楞纸箱的防潮耐压能力优于3层和5层。结论高湿度会引起瓦楞纸箱的性能指标显著降低,功能受损。     

基于湿度影响的蜂窝纸板静态压缩能量吸收图

基于不同厚跨比蜂窝纸板在不同湿度条件下的静态压缩应力应变曲线,构建含应变速率、蜂窝结构等信息的能量吸收图。结果表明:随厚跨比的增大,蜂窝纸板最佳能量吸收点向右上方偏移,其单位体积吸收能量的能力增强;随着相对湿度的增大,蜂窝纸板最佳能量吸收点向左下方偏移,其单位体积吸收能量的能力减弱。     

不同缓冲压头下香梨静压损伤特性研究

目的解决库尔勒香梨在包装、运输过程中因静压产生的香梨损伤问题。方法在不同压缩速率、不同摆放位置、不同缓冲压头条件下,利用万能试验压缩机测量分析香梨机械特性参数变化规律。结果各压缩特性参数的分布规律大致相同,生物屈服极限、破坏极限、变形能、破坏能均随着压缩速率的增大逐渐增大,屈服极限、破坏极限在随压缩速率增大而增加的过程中有极值存在。香梨纵向部位压缩特性参数均大于横向部位压缩特性参数。在相同摆放位置下,泡沫缓冲压头的压缩特性参数最大,钢板压头下的特性参数最小。当速率为30 mm/min时,在泡沫缓冲压头下,香梨横向摆放时的生物屈服极限为105.98 N,变形能为242 N·mm,破坏极限为155.25 N,破坏能为582N·mm。香梨纵向摆放时的生物屈服极限为135.91 N,变形能为521 N·mm,破坏极限为177.07 N,破坏能为942 N·mm。结论不同缓冲压头下的压缩特性参数曲线分布规律大致相同,屈服极限和破坏极限在随压缩速率增大而增加的过程中有极值存在。香梨纵向摆放受到外界的机械损伤小于横向摆放所受的机械损伤,在香梨包装、贮藏、运输过程中应考虑摆放位置,尽可能让香梨纵向受力。当使用泡沫材质进行包装时,香梨机械损伤最小,在香梨包装时应考虑选用泡沫包装材质。     

发泡聚乙烯醇缓冲特性研究

开展了干态发泡聚乙烯醇(PVOH)平面及轴向压缩试验、SEM试验和饱和吸水后的发泡PVOH的静态压缩试验研究。结果表明:发泡PVOH的缓冲性能因其加工方向不同而略有不同,发泡PVOH的轴向承载性能略高于其平面承载性能;干态发泡PVOH压缩后基本不具有回弹性,压缩后泡孔孔壁弯曲,泡孔减小,泡沫变得密实,其压缩应力-应变曲线呈线弹性区、平台区和密实化区;饱和吸水后的发泡聚乙烯醇承载性能明显减弱,压缩回弹性增强。因此,发泡PVOH适合于易于污染环境的液态药品或危险品的缓冲外包装,当液体产品的内包装破损后,发泡PVOH可迅速吸收液体以防泄漏,可以起到缓冲的效果。     

绿色缓冲纸包装材料的开发应用

包装用缓冲材料。是指包装物品在流通过程中因受外力的作用而遭受到冲击和振动时．能吸收外力产生的能量，以防止产品遭受损坏而使用的保护材料。此类材料包括的范围非常广泛。有天然材料，也有人造材料，但一般都采用具有高度的压缩性能和复原性能的弹性材料。其中纸质缓冲包装材料以其优良的缓冲性能和环境绿色性得到了广泛地应用，成为现代缓冲包装材料的研究热点。     

绿色缓冲纸包装材料的开发应用

包装用缓冲材料，是指包装物品在流通过程中因受外力的作用而遭受到冲击和振动时，能吸收外力产生的能量，以防止产品遭受损坏而使用的保护材料。此类材料包括的范围非常广泛，有天然材料，也有人造材料，但一般都采用具有高度的压缩性能和复原性能的弹性材料。其中纸质缓冲包装材料以其优良的缓冲性能和环境绿色性得到了广泛的应用，成为现代缓冲包装材料的研究热点。     

奇偶层交错对瓦楞纸板缓冲性能的影响

目的研究在奇偶层交错方式下,交错角度对瓦楞纸板缓冲性能的影响。方法将单瓦楞纸板按奇偶层交错的方式进行多层粘合以制备试样,交错角度分别为0°,30°,45°,60°和90°,采用共面静压、侧向静压和共面冲击的试验方法,对各试样共面和侧向的缓冲性能进行研究。结果与奇偶层不交错的样品相比,在共面静压下,奇偶交错使瓦楞纸板的初始峰应力、平台应力、密实化单位体积变形能和密实化比吸能分别提高了4.15%~9.38%,6.49%~10.39%,5.00%~7.94%和7.43%~10.81%;在沿瓦楞方向侧向静压下,抗压强度和平台应力分别减少了1.18%~14.34%和0.89%~20.66%,密实化比吸能和密实化单位体积变形能与交错角度近似呈二次函数关系。在共面冲击载荷下,当交错角度一定时,总能量吸收与冲击能近似呈一次函数关系。结论奇偶层交错一定角度能改善瓦楞纸板的共面缓冲性能,降低其沿瓦楞方向的侧向缓冲性能。     

内含气体对蜂窝纸板静态缓冲性能的影响

目的研究蜂窝纸板的内部气体对其静态缓冲性能的影响规律。方法通过静态压缩实验,研究在不同孔隙率的条件下蜂窝纸板的缓冲性能。结果通过静态压缩实验,得到了应力-应变曲线,对比不同孔隙率条件下的应力-应变曲线,可以观察到孔隙率越大,蜂窝纸板在压缩过程中的静态峰应力越小,蜂窝纸板越容易被压变形,并且形成的密实层越薄,其中孔隙率为0与孔隙率为100%时的应力-应变曲线变化明显,且气体泄漏不受厚长比和孔径尺寸的影响。结论在静态压缩过程中,蜂窝纸板内的气体使蜂窝纸板所能承受的应力明显增强,并且通过理论推导,得出了内含气体影响下蜂窝纸板在静态压缩过程中各个阶段的应力理论公式,为其缓冲性能的研究提供了一定的理论方法。     

预压缩对蜂窝纸板能量吸收的影响

目的探究相同温湿度环境条件下,不同程度的预压缩对不同型号蜂窝纸板缓冲性能的影响。方法利用电子材料试验机对材料进行压缩,进而通过Matlab软件绘制出应力-应变曲线、静态缓冲系数曲线以及能量吸收曲线。结果预压缩限制在线弹性阶段,对蜂窝纸板各项性能无明显影响;当预压缩进入弹塑性阶段,蜂窝纸板的各项性能产生较为明显的下降;当预压缩进入塑性坍塌阶段,蜂窝纸板的各项性能显著下降,甚至丧失缓冲特性。结论随着预压缩程度的增加,蜂窝纸板静态压缩性能、静态缓冲性能及能量吸收性能都会降低。     

Effect of initial pre‐compression of corrugated paperboard cushions on shock attenuation characteristics in repetitive impacts

The use of paper as a cushioning material is motivated by its environmental advantage over polymeric materials such as expanded polystyrene. Various studies have been conducted to investigate the capability of corrugated paperboard (CPB) to act as cushioning materials for protective packaging. The studies have normally focused on performance of cushions and effects of climatic conditions on the shock attenuation in the first drop. However, no information is available to show that CPB can be engineered to produce a cushioning element with good shock attenuation in repetitive impacts. This study investigates the deterioration of the shock attenuation characteristics of CPB cushions in consecutive impacts. A series of cushion‐test style experiments on multilayer cushion pads made entirely from CPB were conducted. Each cushion was first subjected to 20 impacts, followed by simulated warehousing in a climatic chamber, and then the additional 15 impacts. The effect of initial pre‐compression strain introduced in the process of making cushion pads is discussed and demonstrated. The performance of cushions was judged not only by the maximum acceleration of shocks. Entire recorded shock pulses and calculated corresponding shock response spectra were analysed and are presented as 3D maps in order to reveal trends that occur when a cushion is subjected to multiple drops. The paper shows that the level of pre‐compression has an important effect on the degree of deterioration of cushion performance after multiple drops. As an example, the maximum acceleration for a pad pre‐compressed to 95% strain increased by less than 20% between the 1st and the 35th drop. In contrast, for 80% pre‐compression, the increase was 300%. It was found that the selection of optimum static stress should be made in conjunction with the expected number of impacts in order to optimize the cushion performance. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

蜂窝纸板静态缓冲性能的影响因素分析

分析了影响蜂窝纸板静态缓冲性能的3个因素:蜂窝纸板厚度、蜂窝孔径和蜂窝纸芯定量。根据静态压缩试验所得的应力-应变曲线,得出了3个影响因素对临界应力和临界应变的影响趋势,为缓冲包装中蜂窝纸板的选材提供一定的设计依据。     

含线性阻尼的正切型包装系统跌落冲击响应分析的NHB法

目的 研究温湿度对蜂窝纸板力学性能的影响规律,提高蜂窝纸制品包装在高温高湿环境下的承载性能和使用寿命。方法 制作不同温湿度参数下处理的蜂窝纸板试样,进行静态压缩试验,得到其应力-应变曲线;建立一定温湿度环境下的蜂窝纸板有限元模型,进行有限元仿真分析,得到其位移云图和应力-应变曲线,并与试验结果进行对比分析。结果 蜂窝纸板静态压缩试验结果和有限元仿真结果相似,包括弹性、屈服和平台等阶段,试验和有限元分析所得的应力-应变曲线吻合。蜂窝纸板的等效弹性模量和屈服应力与温湿度有关,且随着相对湿度的增大而减少,随着温度的升高而增加。结论 通过试验研究和有限元分析,发现湿度对蜂窝纸板力学性能影响显著,研究结果对蜂窝纸制品包装的承载应用有重要参考价值。     

纸蜂窝夹芯复合板材静态缓冲性能研究

目的为了新型纸蜂窝夹芯复合板材在运输包装中的推广应用,对新型泡状纸蜂窝夹芯复合板和纸蜂窝夹芯复合平板的缓冲性能和吸能特性进行研究。方法主要通过静态压缩实验,研究不同芯高的纸蜂窝结构类板材的应力-应变曲线、总能量吸收图、单位体积能量吸收图和缓冲系数-应变曲线,分析结构和芯高对板材静态压缩性能的影响。结果数据表明同种芯高的板材,纸蜂窝夹芯复合平板的应力峰值稍高;纸蜂窝夹芯复合平板的能量吸收、单位体积能量吸收最好;泡状纸蜂窝夹芯板由于泡结构的作用,缓冲性能大大增强。结论纸蜂窝夹芯复合平板的平压强度最好,而泡状纸蜂窝夹芯复合板的缓冲性能优于同等结构的蜂窝纸板,2种板材都有很好的应用前景。     

EPE网套包装皇冠梨的静力学特性及损伤研究

目的 模拟皇冠梨在物流运输中受静压情况,研究发泡聚乙烯（ExpandablePolyethylene,EPE）网套包装皇冠梨在横向、纵向及斜向上的静压力学特性及损伤。方法 主要采用皇冠梨准静态压缩试验和有限元分析法。结果 横向、纵向及斜向仿真与试验的结果相对误差分别为1.21%、5.49%和5.55%,验证了有限元模型的准确性。与皇冠梨裸果相比,在横向、纵向及斜向静压下,EPE网套包装皇冠梨出现初始损伤的位移分别提高了3.5倍、2.9倍和2.3倍;压缩位移为15mm时,EPE网套包装皇冠梨承受的静压力分别减小了76.1%、74.4%和51.0%;梨果压缩至破裂时,EPE网套包装皇冠梨承受的静压力分别提高了17.9%、14.9%和21.5%,抵抗外界变形量分别提高了1.9倍、1.8倍和1.7倍。EPE网套包装皇冠梨损伤面积和体积百分比均保持在5%以下。结论 EPE网套包装对静压下皇冠梨的缓冲效果明显,提高了其静压承载力,减小了静压损伤,可为皇冠梨缓冲包装设计及采收减损提供一定的参考。     

EPE泡沫填充圆形纸蜂窝异面缓冲性能的试验研究

目的为了研究EPE泡沫填充对圆形纸蜂窝异面缓冲性能的影响,开展相关试验研究。方法对2种排列方式(规则/交错)以及不同填充形式(未填充、全填充、5种部分填充方式)的EPE泡沫填充圆形纸蜂窝结构,进行异面准静态和动态压缩试验,研究其异面变形模式和吸能特性,比较不同排列方式和泡沫填充对其异面缓冲性能的影响。结果静态压缩时,与未填充蜂窝结构相比,EPE填充使交错排列的平均平台应力和单位体积能量吸收分别增长了10.1%和8.9%,规则排列分别增长了7.1%和7.5%。结论 EPE填充使圆形纸蜂窝所承受的最大静应力增大,且交错排列时增长较明显;相同填充率下,填充方式对圆形纸蜂窝异面静态压缩的缓冲性能影响不大。动态压缩时,排列方式和泡沫填充仅对大载荷下圆形纸蜂窝的动态缓冲性能影响明显。EPE填充使圆形纸蜂窝异面缓冲性能得到改善,且交错排列方式优于规则排列。