泡沫塑料/瓦楞纸板组合结构的缓冲性能
发布时间：2022-01-18 22:33
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。
【文章来源】：包装工程. 2016,37(15)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
单一材料的应力-应变曲线
第37卷第15期梁秀等：泡沫塑料/瓦楞纸板组合结构的缓冲性能·131·楞纸板、EPE/双瓦楞纸板静态压缩应力-应变曲线见图2。观察实验现象并分析曲线可知，泡沫塑料/双瓦楞纸板曲线均位于泡沫塑料/单瓦楞纸板曲线之上，曲线与两坐标轴所形成的面积较大，即同样的应变下，泡沫塑料/双瓦楞纸板组合结构的应变能大。图2组合结构的应力-应变曲线Fig.2Stress-straincurvesofcompositestructure由图2a可知，在压缩前期，EPS/瓦楞纸板组合结构的曲线与EPS相一致，但由于有瓦楞纸板的部分承载作用，组合结构的屈服应力高于单独的EPS材料。对于EPS/单瓦楞纸板，当应变达到17%左右时，应力达到第1峰值（与单瓦楞纸板的峰值应力相近）。在应变为17%～22%时，单瓦楞纸芯开始部分坍塌，主要表现为瓦楞纸板的特性；当应变为22%时，单瓦楞纸板压缩到极限，开始表现为EPS特性。EPS/双瓦楞纸板组合结构由于其坚挺的硬度，故变形压溃发生在压缩过程最后阶段，且压溃速度低于单瓦楞纸板组合结构。由图2b可知，EPE/瓦楞纸板组合结构曲线的中间和结束部分出现不规则曲线，这是由瓦楞纸板缓冲作用所致，代表瓦楞纸板由开始的压缩变形到最后达到其极限值。对于EPE/单瓦楞纸板，其压缩各阶段特征与EPS/单瓦楞纸板组合结构特征基本一致。由试验观察知瓦楞纸板基本被压溃，形变量由绝大多数瓦楞纸板和一部分EPE材料产生，且随着应变持续增加，组合结构主要表现为EPE材料特性。对于EPE/双瓦楞纸板所需应力较高，在应力较大时，单瓦楞纸板组合结构已被压缩破坏，而双瓦楞纸板组合结构才开始屈服。变形过程是EPE先屈服，不断密实化，然后瓦楞纸板才开始发生变形被破坏，当应变达到66%时，组合结构开始压溃。由图2c和2d可知，EPS/瓦楞纸板组合结构比EPE/瓦楞?
·132·包装工程2016年8月图3缓冲系数曲线Fig.3Curvesofcushioncoefficient由图3a和3b知，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。EPS/双瓦楞纸板组合结构的缓冲系数最小值为2.86，低于EPS/单瓦楞纸板组合结构及EPS的值2.91。在小应力下，EPE/单瓦楞纸板组合结构的缓冲系数最小，即选取EPE/单瓦楞纸板最省材料。在应力较大时，EPE/双瓦楞纸板的缓冲系数值较小，缓冲性能好。由图3c和3d知，EPS/瓦楞纸板的曲线较EPE/瓦楞纸板向右方推移，当应力低于105～115kPa时，在相同应力下，EPE/瓦楞纸板的值要低于EPS/瓦楞纸板，缓冲性能较好；当应力大于105～115kPa时则相反。在压缩过程靠后阶段，EPS/单瓦楞纸板与EPE/单瓦楞纸板、EPS/双瓦楞纸板和EPE/双瓦楞纸板的缓冲曲线基本重合。泡沫塑料/瓦楞纸板组合结构的应力-应变曲线比单独的泡沫塑料增加了瓦楞纸板的压缩阶段，屈曲强度和平台应力都有所提高。泡沫塑料/双瓦楞纸板组合结构的应力-应变曲线下所围面积最大，表示应变能较大，缓冲性能较好。EPS/瓦楞纸板组合结构比EPE/瓦楞纸板组合结构更早进入屈服阶段；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。当许用应力较小时，EPE/单瓦楞纸板的缓冲系数最小；当应力较大时，EPS/双瓦楞纸板的缓冲系数较小，用材最剩参考文献：[1]李连进,马春雪,计宏伟.聚苯乙烯发泡塑料的本构关系模型及参数识别的研究[C]//第十三届全国包装工程学术会议,2010.LILian-jin,MAChun-xue,JIHong-wei.AStudyoftheConstitutiveModelandParameterIdentificationofPolystyrenePlasticFoam[C]//The13thNationalCon-ferenceonPackagingEngineering,2010.[2
【参考文献】：
期刊论文
[1]平压单瓦钙塑瓦楞纸板本构模型[J]. 高德,冯军,卢富德,王剑平. 振动工程学报. 2014(06)
[2]EPS泡沫冲击压缩和吸能特性试验研究[J]. 王志亮,诸斌. 建筑材料学报. 2013(04)
[3]EPE/EPS与蜂窝纸板组合静态缓冲性能的研究[J]. 钟玲珠,陈安军. 包装工程. 2013(09)
[4]EPS泡沫与C楞瓦楞纸板串联系统的缓冲分析与应用[J]. 杨凌云,郭勇,吴淑芳. 包装工程. 2013(07)
[5]瓦楞纸板串联缓冲系统动力学响应[J]. 卢富德,陶伟明,高德. 振动与冲击. 2012(21)
[6]B楞瓦楞纸板本构模型及其应用[J]. 李正伟,李无穷. 包装工程. 2011(21)
[7]蜂窝纸板/EPE组合材料的动态缓冲性能[J]. 言利容,谢勇. 包装工程. 2010(19)
[8]EPS与EPE组合使用的力学性能研究[J]. 刘晓艳,郑华明,曹国荣. 包装工程. 2006(06)
本文编号：3595715
【文章来源】：包装工程. 2016,37(15)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
单一材料的应力-应变曲线
第37卷第15期梁秀等：泡沫塑料/瓦楞纸板组合结构的缓冲性能·131·楞纸板、EPE/双瓦楞纸板静态压缩应力-应变曲线见图2。观察实验现象并分析曲线可知，泡沫塑料/双瓦楞纸板曲线均位于泡沫塑料/单瓦楞纸板曲线之上，曲线与两坐标轴所形成的面积较大，即同样的应变下，泡沫塑料/双瓦楞纸板组合结构的应变能大。图2组合结构的应力-应变曲线Fig.2Stress-straincurvesofcompositestructure由图2a可知，在压缩前期，EPS/瓦楞纸板组合结构的曲线与EPS相一致，但由于有瓦楞纸板的部分承载作用，组合结构的屈服应力高于单独的EPS材料。对于EPS/单瓦楞纸板，当应变达到17%左右时，应力达到第1峰值（与单瓦楞纸板的峰值应力相近）。在应变为17%～22%时，单瓦楞纸芯开始部分坍塌，主要表现为瓦楞纸板的特性；当应变为22%时，单瓦楞纸板压缩到极限，开始表现为EPS特性。EPS/双瓦楞纸板组合结构由于其坚挺的硬度，故变形压溃发生在压缩过程最后阶段，且压溃速度低于单瓦楞纸板组合结构。由图2b可知，EPE/瓦楞纸板组合结构曲线的中间和结束部分出现不规则曲线，这是由瓦楞纸板缓冲作用所致，代表瓦楞纸板由开始的压缩变形到最后达到其极限值。对于EPE/单瓦楞纸板，其压缩各阶段特征与EPS/单瓦楞纸板组合结构特征基本一致。由试验观察知瓦楞纸板基本被压溃，形变量由绝大多数瓦楞纸板和一部分EPE材料产生，且随着应变持续增加，组合结构主要表现为EPE材料特性。对于EPE/双瓦楞纸板所需应力较高，在应力较大时，单瓦楞纸板组合结构已被压缩破坏，而双瓦楞纸板组合结构才开始屈服。变形过程是EPE先屈服，不断密实化，然后瓦楞纸板才开始发生变形被破坏，当应变达到66%时，组合结构开始压溃。由图2c和2d可知，EPS/瓦楞纸板组合结构比EPE/瓦楞?
·132·包装工程2016年8月图3缓冲系数曲线Fig.3Curvesofcushioncoefficient由图3a和3b知，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。EPS/双瓦楞纸板组合结构的缓冲系数最小值为2.86，低于EPS/单瓦楞纸板组合结构及EPS的值2.91。在小应力下，EPE/单瓦楞纸板组合结构的缓冲系数最小，即选取EPE/单瓦楞纸板最省材料。在应力较大时，EPE/双瓦楞纸板的缓冲系数值较小，缓冲性能好。由图3c和3d知，EPS/瓦楞纸板的曲线较EPE/瓦楞纸板向右方推移，当应力低于105～115kPa时，在相同应力下，EPE/瓦楞纸板的值要低于EPS/瓦楞纸板，缓冲性能较好；当应力大于105～115kPa时则相反。在压缩过程靠后阶段，EPS/单瓦楞纸板与EPE/单瓦楞纸板、EPS/双瓦楞纸板和EPE/双瓦楞纸板的缓冲曲线基本重合。泡沫塑料/瓦楞纸板组合结构的应力-应变曲线比单独的泡沫塑料增加了瓦楞纸板的压缩阶段，屈曲强度和平台应力都有所提高。泡沫塑料/双瓦楞纸板组合结构的应力-应变曲线下所围面积最大，表示应变能较大，缓冲性能较好。EPS/瓦楞纸板组合结构比EPE/瓦楞纸板组合结构更早进入屈服阶段；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。当许用应力较小时，EPE/单瓦楞纸板的缓冲系数最小；当应力较大时，EPS/双瓦楞纸板的缓冲系数较小，用材最剩参考文献：[1]李连进,马春雪,计宏伟.聚苯乙烯发泡塑料的本构关系模型及参数识别的研究[C]//第十三届全国包装工程学术会议,2010.LILian-jin,MAChun-xue,JIHong-wei.AStudyoftheConstitutiveModelandParameterIdentificationofPolystyrenePlasticFoam[C]//The13thNationalCon-ferenceonPackagingEngineering,2010.[2
【参考文献】：
期刊论文
[1]平压单瓦钙塑瓦楞纸板本构模型[J]. 高德,冯军,卢富德,王剑平. 振动工程学报. 2014(06)
[2]EPS泡沫冲击压缩和吸能特性试验研究[J]. 王志亮,诸斌. 建筑材料学报. 2013(04)
[3]EPE/EPS与蜂窝纸板组合静态缓冲性能的研究[J]. 钟玲珠,陈安军. 包装工程. 2013(09)
[4]EPS泡沫与C楞瓦楞纸板串联系统的缓冲分析与应用[J]. 杨凌云,郭勇,吴淑芳. 包装工程. 2013(07)
[5]瓦楞纸板串联缓冲系统动力学响应[J]. 卢富德,陶伟明,高德. 振动与冲击. 2012(21)
[6]B楞瓦楞纸板本构模型及其应用[J]. 李正伟,李无穷. 包装工程. 2011(21)
[7]蜂窝纸板/EPE组合材料的动态缓冲性能[J]. 言利容,谢勇. 包装工程. 2010(19)
[8]EPS与EPE组合使用的力学性能研究[J]. 刘晓艳,郑华明,曹国荣. 包装工程. 2006(06)
本文编号：3595715
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