发泡聚丙烯是一种重要的聚合物泡沫材料,它质轻并具有良好的能量吸收性、变形回复性等诸多性能,广泛应用于汽车、包装、建筑等领域。当受到压缩时,发泡聚丙烯胞元微孔受到挤压,微孔体积变化引起泡沫材料的形变从而消耗冲击能量,保护产品不受损害,起到良好的缓冲作用。不同密度发泡聚丙烯胞元微孔不同,缓冲能力也有所不同;另外厚度也会影响其动态缓冲性能。因此,研究密度和厚度对发泡聚丙烯动态缓冲性能的影响,对于其合理使用、降低成本和资源节约,具有重要的研究意义和经济价值。本文总结发泡聚丙烯已有的相关力学理论,借助缓冲材料动态冲击试验方法和相关试验标准,获得不同厚度和密度发泡聚丙烯的加速度-时间曲线。通过改变冲击高度以获得不同冲击能,在不同厚度或密度下分别得到不同冲击能/厚度比下发泡聚丙烯的接触力、最大位移、最大应变、能量吸收值等缓冲性能评价指标。同时,使用应力-能量法获得发泡聚丙烯在不同厚度、不同密度和不同跌落高度下的最大加速度-静应力曲线的拟合公式。分析试验数据并得到厚度对发泡聚丙烯动态缓冲性能的影响规律。对于同一密度的发泡聚丙烯,当冲击能一定时,随着试样厚度的增加,其最大接触力减小,接触时间增长,但所有试样的能量吸收变化不大;当冲击能/厚度比一定时,随着厚度的增加,因冲击能的增加试样需要更大的位移来吸收冲击能,因而最大位移和能量吸收均随厚度的增加而增加,而最大接触力和最大应变无明显变化;当厚度一定时,试样的最大接触力、最大位移、最大应变和能量吸收,均随冲击能/厚度比的增加而增加。分析试验数据并得到密度对发泡聚丙烯动态缓冲性能的影响规律。对于同一厚度的发泡聚丙烯,当密度一定时,随着冲击能的增加,最大接触力、最大位移、最大应变和能量吸收均越来越大;冲击能一定时,增加发泡聚丙烯的密度,最大接触力和接触时间增大,最大位移和最大应变减小,吸收能无明显变化。在所选的冲击能和密度范围内,密度越大,传递给被保护产品的冲击力越大。试验获得最大加速度-静应力曲线,发现密度和跌落高度相同时,发泡聚丙烯厚度越大,最大加速度-静应力曲线最低点处的最大加速度越小,静应力越大,其缓冲性能越好。发现试样的厚度相同且冲击滑台跌落高度相同时,发泡聚丙烯密度越大,最大加速度-静应力曲线最低点处的最大加速度和静应力越大,其缓冲性能变差。发现试样的厚度相同且密度也相同时,随着跌落高度的增加,最大加速度-静应力曲线最低点对应的最大加速度增加,静应力变小。使用应力-能量法得到4种密度不同厚度的发泡聚丙烯在不同跌落高度下的最大加速度-静应力函数关系,发现二次多项式和指数式可较好地拟合试验数据。基于试验数据利用最小二乘法进行拟合,得到关系式的各常数,进而得到发泡聚丙烯的最大加速度-静应力曲线的拟合经验公式,发现多项式拟合公式比指数式误差更小,与试验结果更吻合。