【摘 要】
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在物流运输过程中,冲击、振动等环境因素会对商品造成一定程度的损害,因此通常选取缓冲材料,保护产品,降低破损率。本文针对这一情况,对新型的聚丙烯夹芯板(中空型、米字型、蜂窝型)缓冲材料进行探究,分析材料缓冲性能。对三种聚丙烯夹芯板进行静态压缩试验,分析其力学性能和变形形式。由此对中空型芯层聚丙烯板和米字型芯层聚丙烯板的平压刚度和平压强度理论值进行推导,并验证理论模型的准确性。再进行动态压缩试验,分别
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在物流运输过程中,冲击、振动等环境因素会对商品造成一定程度的损害,因此通常选取缓冲材料,保护产品,降低破损率。本文针对这一情况,对新型的聚丙烯夹芯板(中空型、米字型、蜂窝型)缓冲材料进行探究,分析材料缓冲性能。对三种聚丙烯夹芯板进行静态压缩试验,分析其力学性能和变形形式。由此对中空型芯层聚丙烯板和米字型芯层聚丙烯板的平压刚度和平压强度理论值进行推导,并验证理论模型的准确性。再进行动态压缩试验,分别对比三种不同板材即中空型(T=4mm、5mm、6mm)、米字型(T=8mm、10mm、12mm)、蜂窝型(T=4mm、5mm、7mm)厚度时,不同跌落高度(300mm、450mm、600mm)下聚丙烯夹芯板的缓冲性能,并得到相应的经验公式。最后基于动态应力-能量法得到三种聚丙烯夹芯板的动态缓冲曲线模型。并与常用的瓦楞纸板、蜂窝纸板对比,分析其缓冲性能的优劣。由静态压缩试验得到三种聚丙烯夹芯板的应力-应变曲线,推导中空型板的平压刚度理论值与试验值误差为10.20%,平压强度理论值与试验值误差为12.17%;米字型板的平压刚度理论值与试验值误差为5.21%,平压强度理论值与试验值误差为2.35%。由动态压缩试验可知聚丙烯夹芯板厚度一定时,跌落高度增大,曲线向左上方偏移。跌落高度越大,曲线最低点所对应的峰值加速度增大,所对应的静应力降低。因此跌落高度越高,聚丙烯夹芯板所能承受的冲击质量越小,材料单位面积上所能承受的冲击载荷也随之减小。同时采用三次多项式函数拟合获得相应的经验公式。基于应力-能量法可知聚丙烯夹芯板的厚度越厚,最低点所对应的最大加速度越小,静应力增大。跌落高度增加,板材对冲击能量的吸收减少,单位面积上所能承受的冲击载荷减少。厚度均为10mm的三种聚丙烯夹芯板与蜂窝纸板相比,假定静应力在0-2 k Pa之间,选择蜂窝纸板最合适;静应力在2-6 k Pa之间,选择米字型板最合适;静应力>6 k Pa时,选择中空型板最合适。对比厚度均为4 mm的三种聚丙烯夹芯板与瓦楞纸板,假定静应力在0-3 k Pa之间,选择瓦楞纸板最合适;静应力在2-18 k Pa之间,选择米字型板最合适;静应力>18 k Pa时,选择中空型板最合适。聚丙烯夹芯板的强度高,缓冲性能更好。根据预测得到的动应力-动能量表达式,可以获得不同厚度、跌落高度的动态缓冲曲线,为今后选用缓冲材料时提供理论依据。
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