【摘 要】
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低密度发泡聚乙烯在包装中的应用主要是用作缓冲包装的衬垫,一方面可以起固定作用,以防止产品在箱内发生移动;另一方面当被包装物受到振动或冲击时可以起到一定的缓冲作用,从而避免产品受到损伤。现有文献鲜有对低密度发泡聚乙烯的本构关系进行深入研究,本文通过压缩实验得出了低密度发泡聚乙烯的应力-应变曲线,利用一阶Ogden本构模型、二阶Ogden本构模型、简化的正切非线性的模型进行曲线拟合,建立了低密度发泡聚
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低密度发泡聚乙烯在包装中的应用主要是用作缓冲包装的衬垫,一方面可以起固定作用,以防止产品在箱内发生移动;另一方面当被包装物受到振动或冲击时可以起到一定的缓冲作用,从而避免产品受到损伤。现有文献鲜有对低密度发泡聚乙烯的本构关系进行深入研究,本文通过压缩实验得出了低密度发泡聚乙烯的应力-应变曲线,利用一阶Ogden本构模型、二阶Ogden本构模型、简化的正切非线性的模型进行曲线拟合,建立了低密度发泡聚乙烯的本构关系;对低密度发泡聚乙烯进行隔振动力学分析,运用龙格-库塔法对比产品和易损件的加速度响应可知:在发泡聚乙烯处于一维平压的情况下,一阶Ogden本构模型和正切非线性本构模型得出的产品和易损件的加速度响应一致。基于一阶Ogden超弹本构下ABAQUS仿真模拟和运用龙格-库塔法两种不同方式下得出的产品的加速度响应也一致。研究表明:正切非线性本构计算更快速方便,但仅适用于当发泡聚乙烯处于一维平压的情况,而一阶和二阶Ogden模型可以作为多维有限元场景计算分析,得出更为准确的结论,使低密度发泡聚乙烯作为缓冲衬垫的应用更为可行。对低密度发泡聚乙烯进行隔振动力学分析,运用龙格-库塔法得出发生两次共振时正切非线性模型与简化的线性模型下的产品和易损件的加速度响应图像,对两个模型的动力学响应进行了对比分析。研究表明:第一次共振时,两种模型的动力学响应相差很大,这是由于缓冲材料进入了非线性区域,这时缓冲材料已不能用线性进行等效;在第二次共振时,两种模型的动力学响应相差不大,因为缓冲材料变形较小,可以简化为线性缓冲材料。因此,正切非线性系统能够在两次共振的情况下,获得较为满意的结果。再对比一阶Ogden本构模型和正切非线性模型在两次共振时的动力学响应,研究表明一阶Ogden本构模型也能够在两次共振的情况下,获得较为满意的结果。从而说明在两次共振时,一阶Ogden本构模型都可以等效为一维正切非线性本构模型。由于陶瓷碗没有易损件,只能以应力作为评判标准,基于低密度发泡聚乙烯Ogden本构关系的理论支撑,利用ABAQUS做陶瓷碗的仿真跌落分析,为缓冲衬垫包装提供了合理的方案。
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