EPE缓冲性能的研究

发布时间：2017-07-15 19:11

  本文关键词：EPE缓冲性能的研究

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【摘要】：在商品流通的过程中,外界的冲击、振动等环境会对产品造成一定的伤害,如果外力大小超过了产品所能耐受的限度,产品很容易发生损坏。对于物流中常见的跌落过程,内装物损坏与否,既和外界环境(如跌落高度、环境温度等)有关,也和缓冲材料的性质(如材料、密度、厚度等)有关,同时也和产品本身的脆值相关。因此,从缓冲材料吸收能量的角度出发,将外界因素和材料缓冲特性相结合分析,会更加直观地达到保护产品的目的。课题以密度为17.50kg/m3的EPE材料为研究对象,通过在不同温度、厚度、冲击高度下进行动态冲击实验,对该密度类型的材料的动态缓冲性能进行了研究。本课题以动态冲击实验为基础,将不同温度环境下(60℃、40℃、23℃、0℃、-15℃和-30℃)的EPE“最大加速度-静应力”曲线作对比,直观表征了发泡材料在高温、常温和低温环境下的动态缓冲特性以及温度对于EPE动态缓冲性能的影响。实验结果表明,高温和低温都会导致EPE材料性能发生变化,当静应力小于3kPa时,低温环境下的EPE动态缓冲性能劣于常温,低温环境下比常温最大相差22g；当静应力高于3kPa时,低温的缓冲性能会更佳。而无论何范围,高温都会造成材料的软化从而导致其缓冲能力的降低。通过对曲线进行二次拟合,尝试建立任意温度环境下,材料在任意静应力条件下对应的加速度关系,为不同物流温度环境下的运输包装设计提供理论参考。采用动态压缩试验表征EPE动态压缩性能,并采用激光位移传感器采集与冲击加速度同步的EPE动态位移以辅助研究分析,对于厚度为30mm、40mm、50mm和60mm的EPE进行动态压缩试验研究。分析并建立材料动态形变、能量吸收、材料厚度、冲击高度以及最大加速度的关系,从材料能量吸收的角度对材料的最大加速度和静应力关系进行分析,在确定高度下估测任意厚度的EPE的动态缓冲曲线,利用较少的实验为不同厚度的材料的承载能力做出预判；在确定材料厚度的条件下,尝试建立任意冲击高度下,材料静应力和最大加速度的关系,为常温条件下的EPE动态缓冲包装设计进行理论探究。
【关键词】：发泡聚乙烯 温度 动态缓冲性能
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB484
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 前言9-24
• 1.1 常用包装缓冲材料的缓冲原理、应用及环境影响9-17
• 1.1.1 纸质缓冲包装材料9-13
• 1.1.2 塑料缓冲包装材料13-17
• 1.2 发泡聚乙烯缓冲性能的研究现状及发展趋势17-23
• 1.2.1 发泡聚乙烯缓冲性能的研究背景17-19
• 1.2.2 EPE缓冲性能的研究现状19-23
• 1.2.3 发泡聚乙烯缓冲性能的发展趋势23
• 1.3 本课题的研究内容及研究意义23-24
• 1.3.1 研究内容23
• 1.3.2 研究意义23-24
• 2 材料与方法24-34
• 2.1 实验材料24-25
• 2.1.1 实验样品及规格24
• 2.1.2 EPE结构尺寸、密度均匀性测试24-25
• 2.2 实验设备与仪器25-29
• 2.2.1 实验用主要仪器与设备25
• 2.2.2 冲击实验辅助装置的设计与制作25-27
• 2.2.3 低温辅助装置可靠性验证27-29
• 2.2.4 低温辅助装置的操作流程29
• 2.3 实验方法29-34
• 2.3.1 实验温度的确定29-30
• 2.3.2 实验高度和厚度的确定30-31
• 2.3.3 动态压缩试验步骤31-34
• 3 结果与讨论34-57
• 3.1 温度对发泡聚乙烯动态压缩性能的影响34-45
• 3.1.1 低温环境下EPE动态缓冲性能34-41
• 3.1.2 温度对EPE动态缓冲性能的影响与讨论41-45
• 3.2 材料厚度及高度对EPE动态压缩性能的影响45-57
• 3.2.1 EPE动态位移及冲击加速度随时间的变化规律45-48
• 3.2.2 相同冲击高度,不同厚度EPE最大加速度与静应力关系48-55
• 3.2.3 相同厚度,不同冲击高度EPE最大加速度与静应力关系55-57
• 4 结论57-58
• 4.1 结论57
• 4.2 创新点57-58
• 5 展望58-59
• 6 参考文献59-68
• 7 攻读硕士学位期间论文发表情况68-69
• 8 致谢69

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本文编号：545324