聚乙烯泡沫单填充纸瓦楞管的轴向跌落冲击缓冲吸能特性试验研究
发布时间:2021-10-28 18:43
聚乙烯泡沫单填充纸瓦楞管在轴向压缩和冲击作用下能够通过纸瓦楞管与聚乙烯泡沫的变形耗散外部能量,是一种新型的非金属填充管状缓冲吸能结构。本文实验分析了聚乙烯泡沫单填充正四、五、六边形纸瓦楞管在轴向静态压缩和跌落冲击动态压缩条件下的缓冲吸能特性,对比研究了结构参数和载荷参数对其缓冲吸能特性的影响。本文主要研究内容包括:首先,对聚乙烯泡沫单填充正多边形纸瓦楞管进行轴向静态压缩试验,得到载荷位移数据及其应力—应变曲线,通过计算得到各项吸能指标,然后使用吸能评价指标研究聚乙烯泡沫单填充正多边形纸瓦楞管的几何参数包括管方向、管横截面形状、管长比对缓冲吸能特性的影响。其次,对聚乙烯泡沫单填充正多边形纸瓦楞管进行轴向跌落冲击特性试验,得到加速度—时间曲线、位移—时间曲线和应力—应变曲线,计算总吸能、比吸能、单位体积吸能-和行程利用率等评价指标,对比分析了聚乙烯泡沫单填充纸瓦楞管的结构参数(管方向、管横截面形状、管长比)和载荷参数(跌落冲击能量、跌落冲击质量)对聚乙烯泡沫单填充纸瓦楞管缓冲吸能特性的影响规律。最后,对轴向静态压缩试验和跌落冲击压缩特性试验的吸能特性参数进行了对比和分析。
【文章来源】:西安理工大学陕西省
【文章页数】:64 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2-2层状聚乙烯泡沫(a)和泡泳切割机(b)??
2.1试验结构与预处理??本文使用的聚乙烯泡沬单填充正多边形纸瓦楞管是由正多边形纸瓦楞管和聚乙烯泡??沫组成。正多边形纸瓦愣管的结构示意图如图2-1所示,纸瓦愣管壁是由整块的BC型双??瓦楞纸板经过模切、压痕并使用白乳胶全搭粘合而加工成型,如图2-1?(a)所示。管的??几何参数包括管方向(X向、Y向)、管边长(35mm和55mm)、管长度(为管边长的??1.4、2.2、3倍,35mm管边长对应的管长度分别为49、77、105mm,50mm管边长对应??的管长度分别为70、110、150mm)、管横截面形状(正四边形、正五边形、正六边形)。??纸瓦楞纸板的厚度是7mm,边压强度是6771N/m,面(里)纸厚度0.28mm、定量180g/m2,??横向和纵向抗张强度分别是15.5、38.5N/mm2,横向和纵向环压强度分别是1.583、??1.9341^/1]1。芯纸厚度0.241111]1、定量140§/1]12,横向和纵向抗张强度分别是11.0、20.0]'<[/1111]12,??横向和纵向环压强度分别是0.904、1.098kN/m。如图2-;L?(b)所示,X向纸瓦愣管表示??管轴向与瓦愣纸板的波纹方向平行,如图2-1?(c)所示,Y向纸瓦楞管代表管轴向与瓦愣??纸板的瓦楞方向平行。??^?■?iii'i"'面纸??:?;?匕一人???1:.“:。
根据试样结构和试验原理,静态试验试样编号方式是动态试验试样编号??方式是CTwA/Ha-D丑-JF,cr表示纸瓦愣管,《是管截面边数,J是瓦楞管的方向(X向、??Y向),^表示管横截面边长,6表示管长度(如图2-3所示),I、F分别表示动态试??验中的跌落高度和重锤质量。??丨_?h?■丨??/?,?|??图2-3管边长a)和管长度(/2)结构示意图??Fig.?2-3?Schematic?diagram?of?side?length?(/;)?and?tube?length?{h)??所有试样如图2-4所示,并且制作好的试样在进行试验前,均按照国家标准GB/T??4857.2?“包装运输包装件温湿度调节处理”进行预处理,预处理环境为温度20°C、相对湿??度65%,预处理时间24h。??(a)?(b)?(c)??^?Bt?Cm??(d)?(e)?(f)??图2-4聚乙烯泡沫单填充纸瓦楞管:(a)正四边形管边长35mm;?(b)正五边形管边长35mm;?(c)正六边形??8??
【参考文献】:
期刊论文
[1]聚合物泡沫材料中低应变率压缩力学性能研究[J]. 王文康,廖瑜,王高胜. 合成材料老化与应用. 2018(06)
[2]新颖波纹截面薄壁圆管的耐撞性[J]. 葛平政,张勇. 华侨大学学报(自然科学版). 2016(05)
[3]支柱弯曲对开孔泡沫铝力学性能影响的理论分析与数值模拟[J]. 卢子兴,黄纪翔,袁泽帅. 复合材料学报. 2017(01)
[4]泡沫填充薄壁结构的抗弯性分析及多目标优化设计[J]. 张勇,刘舒然,赖雄鸣,张峰. 机械工程学报. 2016(24)
[5]复合材料波纹夹层圆柱壳设计及轴压性能[J]. 冯丽娜,熊健,郑伟,杨金水,吴林志. 复合材料学报. 2016(02)
[6]轴向压缩下泡沫铝填充薄壁圆管吸能特性研究[J]. 黄睿,刘志芳,路国运,闫庆荣. 太原理工大学学报. 2016(01)
[7]高冲击下泡沫铝填充结构压溃吸能研究[J]. 高猛,徐鹏. 兵器材料科学与工程. 2016(01)
[8]泡沫铝填充薄壁梁斜向碰撞的仿真研究[J]. 肖志,刘洪斌,孔春玉,莫富灏,李素雯. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(10)
[9]瓦楞纸板的压缩变形及吸能特性研究[J]. 付云岗,郭彦峰,王忠民. 中国造纸学报. 2015(03)
[10]多孔金属及其夹芯结构力学性能的研究进展[J]. 敬霖,王志华,赵隆茂. 力学与实践. 2015(01)
本文编号:3463179
【文章来源】:西安理工大学陕西省
【文章页数】:64 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2-2层状聚乙烯泡沫(a)和泡泳切割机(b)??
2.1试验结构与预处理??本文使用的聚乙烯泡沬单填充正多边形纸瓦楞管是由正多边形纸瓦楞管和聚乙烯泡??沫组成。正多边形纸瓦愣管的结构示意图如图2-1所示,纸瓦愣管壁是由整块的BC型双??瓦楞纸板经过模切、压痕并使用白乳胶全搭粘合而加工成型,如图2-1?(a)所示。管的??几何参数包括管方向(X向、Y向)、管边长(35mm和55mm)、管长度(为管边长的??1.4、2.2、3倍,35mm管边长对应的管长度分别为49、77、105mm,50mm管边长对应??的管长度分别为70、110、150mm)、管横截面形状(正四边形、正五边形、正六边形)。??纸瓦楞纸板的厚度是7mm,边压强度是6771N/m,面(里)纸厚度0.28mm、定量180g/m2,??横向和纵向抗张强度分别是15.5、38.5N/mm2,横向和纵向环压强度分别是1.583、??1.9341^/1]1。芯纸厚度0.241111]1、定量140§/1]12,横向和纵向抗张强度分别是11.0、20.0]'<[/1111]12,??横向和纵向环压强度分别是0.904、1.098kN/m。如图2-;L?(b)所示,X向纸瓦愣管表示??管轴向与瓦愣纸板的波纹方向平行,如图2-1?(c)所示,Y向纸瓦楞管代表管轴向与瓦愣??纸板的瓦楞方向平行。??^?■?iii'i"'面纸??:?;?匕一人???1:.“:。
根据试样结构和试验原理,静态试验试样编号方式是动态试验试样编号??方式是CTwA/Ha-D丑-JF,cr表示纸瓦愣管,《是管截面边数,J是瓦楞管的方向(X向、??Y向),^表示管横截面边长,6表示管长度(如图2-3所示),I、F分别表示动态试??验中的跌落高度和重锤质量。??丨_?h?■丨??/?,?|??图2-3管边长a)和管长度(/2)结构示意图??Fig.?2-3?Schematic?diagram?of?side?length?(/;)?and?tube?length?{h)??所有试样如图2-4所示,并且制作好的试样在进行试验前,均按照国家标准GB/T??4857.2?“包装运输包装件温湿度调节处理”进行预处理,预处理环境为温度20°C、相对湿??度65%,预处理时间24h。??(a)?(b)?(c)??^?Bt?Cm??(d)?(e)?(f)??图2-4聚乙烯泡沫单填充纸瓦楞管:(a)正四边形管边长35mm;?(b)正五边形管边长35mm;?(c)正六边形??8??
【参考文献】:
期刊论文
[1]聚合物泡沫材料中低应变率压缩力学性能研究[J]. 王文康,廖瑜,王高胜. 合成材料老化与应用. 2018(06)
[2]新颖波纹截面薄壁圆管的耐撞性[J]. 葛平政,张勇. 华侨大学学报(自然科学版). 2016(05)
[3]支柱弯曲对开孔泡沫铝力学性能影响的理论分析与数值模拟[J]. 卢子兴,黄纪翔,袁泽帅. 复合材料学报. 2017(01)
[4]泡沫填充薄壁结构的抗弯性分析及多目标优化设计[J]. 张勇,刘舒然,赖雄鸣,张峰. 机械工程学报. 2016(24)
[5]复合材料波纹夹层圆柱壳设计及轴压性能[J]. 冯丽娜,熊健,郑伟,杨金水,吴林志. 复合材料学报. 2016(02)
[6]轴向压缩下泡沫铝填充薄壁圆管吸能特性研究[J]. 黄睿,刘志芳,路国运,闫庆荣. 太原理工大学学报. 2016(01)
[7]高冲击下泡沫铝填充结构压溃吸能研究[J]. 高猛,徐鹏. 兵器材料科学与工程. 2016(01)
[8]泡沫铝填充薄壁梁斜向碰撞的仿真研究[J]. 肖志,刘洪斌,孔春玉,莫富灏,李素雯. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(10)
[9]瓦楞纸板的压缩变形及吸能特性研究[J]. 付云岗,郭彦峰,王忠民. 中国造纸学报. 2015(03)
[10]多孔金属及其夹芯结构力学性能的研究进展[J]. 敬霖,王志华,赵隆茂. 力学与实践. 2015(01)
本文编号:3463179
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