運(yùn)輸包裝第二章

1、第二章第二章 包裝力學(xué)與流變學(xué)基本包裝力學(xué)與流變學(xué)基本概念概念第一節(jié)第一節(jié) 包裝力學(xué)概念包裝力學(xué)概念 一、力和加速度一、力和加速度 1.G1.G因子的導(dǎo)入：因子的導(dǎo)入： G G因子因子: :表示加速度與重力加速度的倍數(shù)。表示加速度與重力加速度的倍數(shù)。 G G因子還表示合外力因子還表示合外力F F為重力為重力W W的倍數(shù)，所以，在的倍數(shù)，所以，在包裝動(dòng)力學(xué)中談到加速度時(shí)往往用包裝動(dòng)力學(xué)中談到加速度時(shí)往往用G G表示。表示。 2.2.脆值（易損度）：產(chǎn)品所能承受的最大加速度脆值（易損度）：產(chǎn)品所能承受的最大加速度（G Gc c）. . 3.3.最大加速度：最大加速度：G Gm m。 為了保證產(chǎn)品不

2、發(fā)生破損，必須滿足：為了保證產(chǎn)品不發(fā)生破損，必須滿足： G Gm m G Gc cFaGFGWWgFmaWmg二、力的時(shí)間效應(yīng)：二、力的時(shí)間效應(yīng)：1.1.沖擊的過(guò)程及波形：沖擊的過(guò)程及波形：（1 1）沖擊波形：）沖擊波形：矩形波：矩形波： 半正弦波：半正弦波：正矢波：正矢波：三角形波：三角形波：1sin()mGGttmGG21sin()mGGtt11212122()2()2mmttttGttGttttGtt t t1 1 t t2 2tGmG（2 2）沖擊的過(guò)程（可以分為兩個(gè)階段）沖擊的過(guò)程（可以分為兩個(gè)階段）變形階段：物體的動(dòng)能變形階段：物體的動(dòng)能 max 0max 0，變形能，變形能0 m

3、ax0 max，以以S S1 1表示此階段的沖量，有表示此階段的沖量，有0-(-mv)0-(-mv)S S1 1；恢復(fù)階段：物體的彈性逐漸恢復(fù)，動(dòng)能恢復(fù)階段：物體的彈性逐漸恢復(fù)，動(dòng)能0 max 0 max ，以以S S2 2表示此階段的沖量，有表示此階段的沖量，有mu-0mu-0S S2 2 ；整個(gè)沖擊過(guò)程中的沖量變化：整個(gè)沖擊過(guò)程中的沖量變化：12()mumvmumvSS 恢復(fù)系數(shù)恢復(fù)系數(shù)定義：定義： 恢復(fù)系數(shù)表明沖擊后速度恢復(fù)的程度，也表明了物恢復(fù)系數(shù)表明沖擊后速度恢復(fù)的程度，也表明了物體變形的程度，一般體變形的程度，一般e e0.5（當(dāng)兩物體的材（當(dāng)兩物體的材料確定時(shí)，

4、它們相互沖擊的料確定時(shí)，它們相互沖擊的e e也是不變的）也是不變的）ee的測(cè)定：將待測(cè)材料制成小球和質(zhì)量很大的平板，的測(cè)定：將待測(cè)材料制成小球和質(zhì)量很大的平板，然后將平板水平固定，小球從離平板高度為然后將平板水平固定，小球從離平板高度為h1h1處自處自由落下，與水平固定板沖擊后回彈，回彈最大高度由落下，與水平固定板沖擊后回彈，回彈最大高度h2h2。 于是于是uev01e221122ghhuevhgh恢復(fù)系數(shù)恢復(fù)系數(shù) 根據(jù)根據(jù)e e的大小，沖擊可以分為三類：的大小，沖擊可以分為三類： 0 0e e 1 1 ， 彈性沖擊彈性沖擊，物體受沖擊后有殘余，物體受沖擊后有殘余變形，動(dòng)能有損失；變形，動(dòng)能有

5、損失； e e1 1，完全彈性沖擊完全彈性沖擊，受沖擊后，變形完全恢，受沖擊后，變形完全恢復(fù)，動(dòng)能無(wú)損失（理想狀態(tài)）；復(fù)，動(dòng)能無(wú)損失（理想狀態(tài)）； e e0 0，非彈性沖擊（塑性沖擊）非彈性沖擊（塑性沖擊），沖擊結(jié)束時(shí)，沖擊結(jié)束時(shí)，物體變形完全沒(méi)有恢復(fù)，動(dòng)能全部損失。（極限物體變形完全沒(méi)有恢復(fù)，動(dòng)能全部損失。（極限情況）情況） （3 3）沖量定理：）沖量定理： 定義：力定義：力F F在在t t1 1到到t t2 2的時(shí)間間隔內(nèi)的累計(jì)效應(yīng)稱的時(shí)間間隔內(nèi)的累計(jì)效應(yīng)稱為力為力F F在此時(shí)間間隔內(nèi)的沖量在此時(shí)間間隔內(nèi)的沖量S. S. 沖量定理：沖量定理： 速度變化量：速度變化量： （大小等于加速度曲線

6、在（大小等于加速度曲線在t t下的陰影面積）下的陰影面積） （4 4）影響）影響V V的因素：的因素： t t 波形波形加速度峰值（加速度峰值（a am m或或G Gm m）12ttsFdt1221ttsFdtmvmv 1221ttvvvadt （5 5）不同波形的）不同波形的V V的計(jì)算：的計(jì)算： 矩形波：矩形波： 半正弦波：半正弦波： 三角形波：三角形波： （6 6）影響產(chǎn)品破損的因素：）影響產(chǎn)品破損的因素： 沖擊加速度的大?。_擊加速度的大?。╝ am m或或G Gm m）；）； V V； 脈沖持續(xù)時(shí)間；脈沖持續(xù)時(shí)間；波形。波形。221122mmmmmmvatG g tvatG g tv

7、atG g t三、力的位移效應(yīng)三、力的位移效應(yīng) 1.1.功：功： （1 1）重力的功：）重力的功： 自由落體時(shí)，終速自由落體時(shí)，終速 （2 2）彈性力的功：）彈性力的功： 彈性力：彈性力：F=KF=K （其中（其中K K為彈性系數(shù)，為彈性系數(shù)，為變形量為變形量 ） K K的確定（通常由實(shí)驗(yàn)確定）的確定（通常由實(shí)驗(yàn)確定） 彈簧棒：彈簧棒：K KEA/LEA/L(L(L為棒長(zhǎng)度，為棒長(zhǎng)度，E E為彈性模量，為彈性模量，A A為為棒的橫截面積棒的橫截面積) )12ttWFdS2Vgh2htgWmgh 螺旋彈簧：螺旋彈簧： (D(D為彈簧直徑，為彈簧直徑，d d為鋼絲直徑，為鋼絲直徑，n n為有效圈數(shù)

8、，為有效圈數(shù)，G G為金屬材料的剪切彈性模量為金屬材料的剪切彈性模量) ) 彈性力的功：彈性力的功： 當(dāng)初始變形大于末了變形時(shí)，功為正，反之為負(fù)；當(dāng)初始變形大于末了變形時(shí)，功為正，反之為負(fù)；功的大小與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，僅取決于運(yùn)動(dòng)的始末功的大小與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，僅取決于運(yùn)動(dòng)的始末位置。位置。 2.2.勢(shì)能：（機(jī)械能守恒定律：當(dāng)質(zhì)點(diǎn)僅受有勢(shì)力勢(shì)能：（機(jī)械能守恒定律：當(dāng)質(zhì)點(diǎn)僅受有勢(shì)力作用時(shí)，其動(dòng)能和勢(shì)能之和不變）作用時(shí)，其動(dòng)能和勢(shì)能之和不變） 設(shè)重量為設(shè)重量為W W的物體支撐于某彈性材料時(shí)，承載面的物體支撐于某彈性材料時(shí)，承載面積為積為A,A,材料的彈性系數(shù)為材料的彈性系數(shù)為K.K.438GdKnD12

9、()2kW 2212 （1 1）緩慢加載）緩慢加載 （W W緩慢釋放，即在外力堅(jiān)持下，重力由零至全部緩緩慢釋放，即在外力堅(jiān)持下，重力由零至全部緩慢加到彈性材料上，要求形變速度不大于慢加到彈性材料上，要求形變速度不大于1313/S/S） 開(kāi)始：重力勢(shì)能彈性勢(shì)能開(kāi)始：重力勢(shì)能彈性勢(shì)能0 0 終了：重力勢(shì)能終了：重力勢(shì)能WWs s ；彈性勢(shì)能；彈性勢(shì)能 外力作功：外力作功： ( (該外力保證緩慢加載，必須隨坐該外力保證緩慢加載，必須隨坐標(biāo)而變化，構(gòu)成有勢(shì)力，其勢(shì)能當(dāng)為標(biāo)而變化，構(gòu)成有勢(shì)力，其勢(shì)能當(dāng)為 ) )其中其中s s為完全釋放時(shí)彈性材料的變形。為完全釋放時(shí)彈性材料的變形。 機(jī)械能守恒：機(jī)械能守恒

10、： 近似認(rèn)為靜態(tài)力。近似認(rèn)為靜態(tài)力。122sk12W212Ws211022WWkWssssk （2 2）W W突然釋放突然釋放（加載構(gòu)成中除動(dòng)力、彈力外無(wú)（加載構(gòu)成中除動(dòng)力、彈力外無(wú)其他外力作用，設(shè)彈性材料的最大變形量為其他外力作用，設(shè)彈性材料的最大變形量為m m）初始和終了位置的速度皆為初始和終了位置的速度皆為0 0，即動(dòng)能為，即動(dòng)能為0 0， 初始時(shí)：重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能為初始時(shí)：重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能為0 0， 終了時(shí)：重力勢(shì)能為終了時(shí)：重力勢(shì)能為WWm m, ,彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能 機(jī)械能守恒：機(jī)械能守恒： （說(shuō)明：突然加載造成的變形為靜變形的（說(shuō)明：突然加載造成的變形為靜變形的2 2倍）倍）

11、（3 3）W W由由h h高度跌落到彈性材料上高度跌落到彈性材料上 開(kāi)始：開(kāi)始： 動(dòng)能動(dòng)能 勢(shì)能勢(shì)能0 0 終了：終了：V=0,V=0,動(dòng)能動(dòng)能=0,=0,勢(shì)能勢(shì)能 122mk10222WkW2mmsmk2vgh212mvmghWh12W2mmk 機(jī)械能守恒：機(jī)械能守恒： （2 23434） 當(dāng)當(dāng)h=0h=0時(shí)，時(shí)， 包裝件跌落時(shí)，包裝件跌落時(shí)， 此式可由（此式可由（2 23434）略去重力勢(shì)能直接得到）略去重力勢(shì)能直接得到 最大彈性力：最大彈性力： 最大加速度：最大加速度： 說(shuō)明：包裝件跌落時(shí)產(chǎn)生的最大加速度是跌落時(shí)彈性材料說(shuō)明：包裝件跌落時(shí)產(chǎn)生的最大加速度是跌落時(shí)彈性材料產(chǎn)生的最大變形量與

12、緩慢釋放后彈性材料的變形之比。產(chǎn)生的最大變形量與緩慢釋放后彈性材料的變形之比。 （在實(shí)際系統(tǒng)中，總有能量損失，此處只是近似）（在實(shí)際系統(tǒng)中，總有能量損失，此處只是近似）22122222021WWWW hhhkkh2mmmmmsmmsssk解 （ 1：）ms2222hWhkhkWmsssh所以2222mmmmmhWPkkhWkkPhWkhkGWWWGGmmsms 四、應(yīng)力與應(yīng)變四、應(yīng)力與應(yīng)變 1.1.靜應(yīng)力與動(dòng)應(yīng)力：靜應(yīng)力與動(dòng)應(yīng)力： （1 1）靜應(yīng)力：當(dāng)一個(gè)常力均勻作用于某一厚度的材料上，承）靜應(yīng)力：當(dāng)一個(gè)常力均勻作用于某一厚度的材料上，承載面積設(shè)為載面積設(shè)為A A，單位面積上承受的力，稱為應(yīng)力

13、，靜應(yīng)力在作，單位面積上承受的力，稱為應(yīng)力，靜應(yīng)力在作用期間不隨時(shí)間變化。用期間不隨時(shí)間變化。 2.2.動(dòng)應(yīng)力：由于物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變而造成的應(yīng)力，最大應(yīng)動(dòng)應(yīng)力：由于物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變而造成的應(yīng)力，最大應(yīng)力用力用 表示，稱為動(dòng)應(yīng)力。表示，稱為動(dòng)應(yīng)力。 例例: :重量為重量為W W的物體跌落到彈性材料上，速度變?yōu)榈奈矬w跌落到彈性材料上，速度變?yōu)? 0，某瞬時(shí)，某瞬時(shí)( (發(fā)生最大變形時(shí)發(fā)生最大變形時(shí)) )有最大加速度有最大加速度G Gm m，則最大作用力為：，則最大作用力為：WAsd1(1)20(1)mmmmmmmmmGFG WWGWGFG WGFGGAdssdds當(dāng)時(shí)：動(dòng)應(yīng)力：而動(dòng)應(yīng)力與靜應(yīng)力

14、之比稱為動(dòng)k載系數(shù)： G G因子的又一物理意義：跌落時(shí)產(chǎn)生的最大加速度近似等因子的又一物理意義：跌落時(shí)產(chǎn)生的最大加速度近似等于動(dòng)載系數(shù)。于動(dòng)載系數(shù)。 2.2.應(yīng)變：應(yīng)變： x/tx/t 應(yīng)力與應(yīng)變：在小的變形范圍內(nèi)，滿足虎克定律：應(yīng)力與應(yīng)變：在小的變形范圍內(nèi)，滿足虎克定律： / /E E彈性模量（常量）彈性模量（常量） E E與與k k之間的關(guān)系（彈簧棒）之間的關(guān)系（彈簧棒） 泊松比（泊松比（）橫向應(yīng)變）橫向應(yīng)變/ /縱向應(yīng)變縱向應(yīng)變 材料受縱向拉伸時(shí)，在發(fā)生縱向伸縮的同時(shí)，在橫向發(fā)材料受縱向拉伸時(shí)，在發(fā)生縱向伸縮的同時(shí)，在橫向發(fā)生相反的變形，在彈性范圍內(nèi)，橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變大生相反的變形，在

15、彈性范圍內(nèi)，橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變大小之比為一常數(shù)，它的大小因材料而異，稱為該材料的小之比為一常數(shù)，它的大小因材料而異，稱為該材料的泊松比。泊松比。 對(duì)于各向同性材料對(duì)于各向同性材料0.250.25，金屬材料，金屬材料50.35，所有材料所有材料0.50.5。/F AFlEx lxEAklA 3.3.應(yīng)變能（應(yīng)變能（e e）：?jiǎn)挝惑w積材料在變形過(guò)程中）：?jiǎn)挝惑w積材料在變形過(guò)程中所吸收的能量。（所吸收的能量。（e e是材料的屬性，與材料尺是材料的屬性，與材料尺寸、形狀無(wú)關(guān)）寸、形狀無(wú)關(guān)） F Fx x曲線曲線 曲線（該曲線下的面積表曲線（該曲線下的面積表征該材料的征該材料的e

16、e） 當(dāng)材料均勻受力變形，將全部外力所作的功吸當(dāng)材料均勻受力變形，將全部外力所作的功吸收時(shí)：收時(shí)：eVeV=W=W 其中其中V V是材料體積，是材料體積，e e為應(yīng)變能為應(yīng)變能,W,W為外力作的功。為外力作的功。WFdxed 第二節(jié)第二節(jié) 包裝流變學(xué)概念包裝流變學(xué)概念 流變學(xué)是在虎克的彈性理論和牛頓的黏性理論的基礎(chǔ)上發(fā)流變學(xué)是在虎克的彈性理論和牛頓的黏性理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是關(guān)于形變與流動(dòng)的科學(xué)，按流變學(xué)觀點(diǎn)，緩展起來(lái)的，是關(guān)于形變與流動(dòng)的科學(xué)，按流變學(xué)觀點(diǎn)，緩沖材料稱為黏、塑、彈性物質(zhì)，即可以假定由彈性、黏性、沖材料稱為黏、塑、彈性物質(zhì)，即可以假定由彈性、黏性、塑性三要素所構(gòu)成的物質(zhì)。塑

17、性三要素所構(gòu)成的物質(zhì)。 一、彈性一、彈性 1.1.定義：緩沖材料在力的作用下發(fā)生變形，當(dāng)去掉外力時(shí)定義：緩沖材料在力的作用下發(fā)生變形，當(dāng)去掉外力時(shí)能恢復(fù)原有狀態(tài)，這種性質(zhì)稱為彈性。能恢復(fù)原有狀態(tài)，這種性質(zhì)稱為彈性。 外力作用下物體內(nèi)部產(chǎn)生阻止變形、力圖恢復(fù)原有狀態(tài)外力作用下物體內(nèi)部產(chǎn)生阻止變形、力圖恢復(fù)原有狀態(tài)的力（內(nèi)部應(yīng)力），而去掉外力時(shí)，隨狀態(tài)的恢復(fù)，其內(nèi)的力（內(nèi)部應(yīng)力），而去掉外力時(shí)，隨狀態(tài)的恢復(fù)，其內(nèi)部應(yīng)力也隨之消失，這種內(nèi)部應(yīng)力就是彈性力（恢復(fù)力）部應(yīng)力也隨之消失，這種內(nèi)部應(yīng)力就是彈性力（恢復(fù)力） 2.2.彈性極限：去掉外力時(shí)，材料能完全恢復(fù)原有狀態(tài)的應(yīng)彈性極限：去掉外力時(shí)，材料能完

18、全恢復(fù)原有狀態(tài)的應(yīng)變極限。（在彈性極限內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成線型關(guān)系）變極限。（在彈性極限內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成線型關(guān)系） 線性線性 3.3.緩沖材料分類緩沖材料分類 非線性：分段線性、三次函數(shù)形、正切非線性：分段線性、三次函數(shù)形、正切 形、雙曲正切形、不規(guī)則性形、雙曲正切形、不規(guī)則性 （a a）線性材料：）線性材料：F=kxF=kx (b) (b)分段線性分段線性 F F Fx k彈性極限較寬的材料彈性極限較寬的材料k k1 1x (xxx (xxs s) )k k2 2x-(kx-(k2 2-k-k1 1)x)xs s (x (xxs) )Fxxsk1k2由于材料的結(jié)構(gòu)和組合造成的由于材料的結(jié)構(gòu)和組合

19、造成的 (c)(c)三次函數(shù)形三次函數(shù)形 （d d）正切形）正切形30Fk xxFx0 0（K K0 0為初始彈性系數(shù)，為初始彈性系數(shù)，為彈性系為彈性系數(shù)增加率）懸掛包裝的組合彈簧數(shù)增加率）懸掛包裝的組合彈簧02tan2bbk d dyxFdxdFxdbk0(K0(K0為初始彈性系數(shù)，為初始彈性系數(shù)，d db b為形變極限）為形變極限）線性材料在靜態(tài)壓實(shí)狀態(tài)下的情況線性材料在靜態(tài)壓實(shí)狀態(tài)下的情況000tanhk xFFF(d)(d)雙曲正切形雙曲正切形（K K0 0為初始彈性系數(shù)，為初始彈性系數(shù)， F F0 0為力的極限為力的極限值，值，x x 時(shí)，時(shí)，F(xiàn) FF F0 0) )彈性材料較彈性材

20、料較小的材料在較大范圍內(nèi)的典型表現(xiàn)小的材料在較大范圍內(nèi)的典型表現(xiàn)Fxk0F0(f)(f)不規(guī)則形不規(guī)則形Fx 4.4.彈性評(píng)價(jià)：（工程上，對(duì)不同材料的彈性評(píng)價(jià)有多種方彈性評(píng)價(jià)：（工程上，對(duì)不同材料的彈性評(píng)價(jià)有多種方法，注意其適用條件）法，注意其適用條件） （1 1）非線性材料的特性：）非線性材料的特性： 各點(diǎn)斜率不同，各點(diǎn)斜率不同，E E（彈性模量）和（彈性模量）和k k（彈性系數(shù)）也不同（彈性系數(shù)）也不同 初始彈性模量和初始彈性系數(shù)初始彈性模量和初始彈性系數(shù) （2 2）條件彈性模量（對(duì)于金屬、石塊、混凝土等，在彈性）條件彈性模量（對(duì)于金屬、石塊、混凝土等，在彈性極限內(nèi)使用，完全可按線性彈性對(duì)

21、待，其切線斜率為常量，極限內(nèi)使用，完全可按線性彈性對(duì)待，其切線斜率為常量，亦稱為正切模量）亦稱為正切模量） （3 3）當(dāng)）當(dāng) 曲線呈非線性時(shí)，常用正割模量代替正切曲線呈非線性時(shí)，常用正割模量代替正切模量：對(duì)工程塑料，以模量：對(duì)工程塑料，以0.010.01時(shí)的弦線斜率時(shí)的弦線斜率E E代替該點(diǎn)的代替該點(diǎn)的切線斜率：切線斜率：aadEdaxdFkdx00dEd00 xdFkdxE20.010.0110.010.01100.01E (4)(4)彈性變形率：彈性變形率： 對(duì)于纖維和纖維材料對(duì)于纖維和纖維材料（設(shè)原長(zhǎng)（設(shè)原長(zhǎng)l l0 0的試料上施加載重，伸的試料上施加載重，伸長(zhǎng)到長(zhǎng)到l l1 1，去掉載

22、荷后長(zhǎng)度變?yōu)?，去掉載荷后長(zhǎng)度變?yōu)閘 l2 2）則彈性變形率為：）則彈性變形率為： 隨載重下的隨載重下的l l1 1而變化，通常以而變化，通常以F F0.6FB0.6FB為標(biāo)準(zhǔn)，而為為標(biāo)準(zhǔn)，而為使其破斷的載重，拉伸強(qiáng)度為：使其破斷的載重，拉伸強(qiáng)度為： 對(duì)于常用緩沖材料對(duì)于常用緩沖材料，彈性率為：，彈性率為： （5 5）彈性效率：）彈性效率： 對(duì)于常用緩沖材料，彈性效率為：對(duì)于常用緩沖材料，彈性效率為：120100%lllBBFA01100%()llll為破斷前的全長(zhǎng)100%ARRHACBEDHR 其中其中R R為卸載過(guò)程曲線為卸載過(guò)程曲線CDECDE下的陰影面積，下的陰影面積，H H為加載過(guò)程曲

23、線為加載過(guò)程曲線ABCABC與卸載過(guò)程曲線與卸載過(guò)程曲線CDECDE之間的面積，之間的面積，H H相當(dāng)于單位體積材料相當(dāng)于單位體積材料發(fā)生塑性變形消耗的能量。發(fā)生塑性變形消耗的能量。 對(duì)于纖維材料（為了使之真正拉直，需要加一適當(dāng)初始載對(duì)于纖維材料（為了使之真正拉直，需要加一適當(dāng)初始載荷，所以卸載后要保留這個(gè)初始載荷）荷，所以卸載后要保留這個(gè)初始載荷） 設(shè)卸載過(guò)程中應(yīng)變恢復(fù)量為設(shè)卸載過(guò)程中應(yīng)變恢復(fù)量為2 21 1，是加載時(shí)的應(yīng)是加載時(shí)的應(yīng)變，變，1 1是卸載到初始載荷的應(yīng)變，是卸載到初始載荷的應(yīng)變， 2 2稱為回復(fù)應(yīng)變。稱為回復(fù)應(yīng)變。 不同載荷點(diǎn)（不同載荷點(diǎn)（ 不同），求得相應(yīng)得回復(fù)應(yīng)變，直到破

24、斷不同），求得相應(yīng)得回復(fù)應(yīng)變，直到破斷點(diǎn)，畫(huà)出點(diǎn)，畫(huà)出曲線（加載過(guò)程）直到破斷點(diǎn)。有兩條曲線曲線（加載過(guò)程）直到破斷點(diǎn)。有兩條曲線和和2 2，則，則2 2曲線下得面積相當(dāng)于功曲線下得面積相當(dāng)于功A Ar r，而，而曲線下面積相當(dāng)于破斷功曲線下面積相當(dāng)于破斷功A Ab b ( (圖圖2 27)7)100%rAbAA （6 6）組合材料得彈性：采用黑箱模型，將力作為輸入，）組合材料得彈性：采用黑箱模型，將力作為輸入，變形作為輸出變形作為輸出等效彈性系數(shù)：等效彈性系數(shù)： 等效彈性模量等效彈性模量： 二、塑性（塑性發(fā)生在彈性極限與強(qiáng)度極限之間）二、塑性（塑性發(fā)生在彈性極限與強(qiáng)度極限之間） 1.1.定義

25、：固體在其彈性極限內(nèi)對(duì)外力有彈性表現(xiàn)，但超定義：固體在其彈性極限內(nèi)對(duì)外力有彈性表現(xiàn)，但超過(guò)一定界限就會(huì)發(fā)生流動(dòng)，造成永久變形或破壞，該現(xiàn)過(guò)一定界限就會(huì)發(fā)生流動(dòng)，造成永久變形或破壞，該現(xiàn)象與液體流動(dòng)不同，稱此性質(zhì)為塑性。象與液體流動(dòng)不同，稱此性質(zhì)為塑性。 2.2.適用場(chǎng)合：僅發(fā)生一次大的沖擊的場(chǎng)合（例：飛機(jī)空適用場(chǎng)合：僅發(fā)生一次大的沖擊的場(chǎng)合（例：飛機(jī)空投物品），可利用大外力下的塑性變形來(lái)吸收能量，達(dá)投物品），可利用大外力下的塑性變形來(lái)吸收能量，達(dá)到保護(hù)物品的目的。到保護(hù)物品的目的。 3.3.壓潰型緩沖材料（利用塑性來(lái)緩沖的緩沖材料）：積壓潰型緩沖材料（利用塑性來(lái)緩沖的緩沖材料）：積層式瓦楞紙板

26、、木絲、聚苯乙烯泡沫體等。層式瓦楞紙板、木絲、聚苯乙烯泡沫體等。/ekFx/eE 三、黏性（阻尼）三、黏性（阻尼） 1.1.定義：指物體受力作用時(shí)，與其速度有關(guān)的阻力。定義：指物體受力作用時(shí)，與其速度有關(guān)的阻力。 （實(shí)際緩沖材料的黏性阻力是材料本身阻礙變形的一（實(shí)際緩沖材料的黏性阻力是材料本身阻礙變形的一種阻力，由內(nèi)部摩擦和內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀引起的。例：發(fā)種阻力，由內(nèi)部摩擦和內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀引起的。例：發(fā)泡塑料）泡塑料） 2.2.阻尼阻尼 分類：分類： 3.3.緩沖材料都具有黏性和彈性，所以能緩沖，也能隔緩沖材料都具有黏性和彈性，所以能緩沖，也能隔振，而且黏性能減緩材料的蠕變。振，而且黏性能減緩材料的蠕

27、變。黏性阻尼（即線性阻尼）：阻力與速度成正比黏性阻尼（即線性阻尼）：阻力與速度成正比動(dòng)力學(xué)阻尼：阻力與速度平方成正比動(dòng)力學(xué)阻尼：阻力與速度平方成正比結(jié)構(gòu)阻尼結(jié)構(gòu)阻尼（例：金屬等材料內(nèi)摩擦引起的）（例：金屬等材料內(nèi)摩擦引起的）固體摩擦阻尼：固體摩擦阻尼：工程上設(shè)法把工程上設(shè)法把它們都等效為它們都等效為黏性阻尼黏性阻尼 四、蠕變：四、蠕變： 1.1.定義：保持一定的靜壓狀態(tài)下，變形隨時(shí)間而進(jìn)行的現(xiàn)象。定義：保持一定的靜壓狀態(tài)下，變形隨時(shí)間而進(jìn)行的現(xiàn)象。 2.2.蠕變對(duì)緩沖包裝設(shè)計(jì)的影響：緩沖包裝件在保管期間，其蠕變對(duì)緩沖包裝設(shè)計(jì)的影響：緩沖包裝件在保管期間，其變形進(jìn)行著，因而蠕變前后，即使由同一高

28、度跌落，物品受變形進(jìn)行著，因而蠕變前后，即使由同一高度跌落，物品受到的沖擊加速度也不同，對(duì)于蠕變量大的緩沖材料，緩沖襯到的沖擊加速度也不同，對(duì)于蠕變量大的緩沖材料，緩沖襯墊和包裝箱之間可能會(huì)出現(xiàn)比較大的間隙，容易發(fā)生墊和包裝箱之間可能會(huì)出現(xiàn)比較大的間隙，容易發(fā)生“二次二次沖擊沖擊”，因此在緩沖設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮緩沖材料的蠕變特性。，因此在緩沖設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮緩沖材料的蠕變特性。 3.3.機(jī)理：機(jī)理： 晶體材料：由于應(yīng)力作用微晶轉(zhuǎn)移或沿晶面滑移，產(chǎn)生蠕變。晶體材料：由于應(yīng)力作用微晶轉(zhuǎn)移或沿晶面滑移，產(chǎn)生蠕變。 非晶體：由于應(yīng)力作用使處于凍結(jié)狀態(tài)下的大分子鏈段或其非晶體：由于應(yīng)力作用使處于凍結(jié)狀態(tài)下的大分子鏈段或其局部力圖做些小的運(yùn)動(dòng)，以便消除其應(yīng)力，從一個(gè)鏈段上消局部力圖做些小的運(yùn)動(dòng)，