蜂窝纸板缓冲机理

根据高分子材料、复合材料以及包装动力学等理论知识 ,从流变学及力学性能方面深入分析了蜂窝纸板的缓冲机理 ,并指出了蜂窝纸板中气体的重要作用以及对力学性能的影响 。

空气垫静态缓冲性能的数值模拟

目的采用有限元数值模拟方法研究空气垫在静态压缩时的力学性能,以便更直观、系统地了解空气垫的静态压缩力学行为。方法以柱状空气垫为对象,建立空气垫的静态压缩物理模型和力学模型,并基于该有限元模型模拟该结构的静态压缩过程,分析结构尺寸和充气压力对其静态缓冲性能的影响,得到空气垫在不同压缩量下的应力分布规律和变形特点。同时,将试验结果与模拟结果进行对比。结果空气垫的变形是从接触钢板的地方开始的,上下位置同时被压缩,有限元分析结果与试验结果吻合良好。结论所建立的有限元模型和数值模拟方法结果准确、合理。

内含气体对蜂窝纸板静态缓冲性能的影响

目的研究蜂窝纸板的内部气体对其静态缓冲性能的影响规律。方法通过静态压缩实验,研究在不同孔隙率的条件下蜂窝纸板的缓冲性能。结果通过静态压缩实验,得到了应力-应变曲线,对比不同孔隙率条件下的应力-应变曲线,可以观察到孔隙率越大,蜂窝纸板在压缩过程中的静态峰应力越小,蜂窝纸板越容易被压变形,并且形成的密实层越薄,其中孔隙率为0与孔隙率为100%时的应力-应变曲线变化明显,且气体泄漏不受厚长比和孔径尺寸的影响。结论在静态压缩过程中,蜂窝纸板内的气体使蜂窝纸板所能承受的应力明显增强,并且通过理论推导,得出了内含气体影响下蜂窝纸板在静态压缩过程中各个阶段的应力理论公式,为其缓冲性能的研究提供了一定的理论方法。

柱形空气垫静态压缩几何模型研究

目的研究柱形空气垫静态压缩缓冲性能,将理论几何压缩模型进行试验验证,证明可行性。方法根据柱形空气垫受压变形特征,推导出几何压缩模型理论公式,对不同宽度、不同充气压强的柱形空气垫进行静态压缩试验,用拓色法计算理论面积,将试验曲线与理论曲线进行对比。结果随着压缩位移的增加,接触面积曲线的理论值与试验值呈线性关系,在宽度相同的情况下,充气压强的增大导致接触面积曲线的理论值与试验值吻合程度下降;相同宽度、不同压强的柱形空气垫载荷位移曲线很接近,显示出规格才是影响柱形空气垫缓冲性能的主要因素。结论所提出的柱形空气垫静态压缩几何模型可行。

缓冲空气垫静态刚度研究

以柱状空气垫为研究对象,在几何压缩模型的基础上,基于准静态压缩中空气垫内气体变化为等温过程,建立了气垫静态刚度与气垫内初始相对内压、压缩变形量关系的理论模型;取规格不同、初始内压相近及规格相同、初始内压不同的空气垫,通过准静态压缩试验,得到了静态刚度并与理论值进行了比较。研究表明,当压缩量较小时,理论模型对空气垫静态刚度的预测较为准确。

柱状塑膜空气垫承载与缓冲性能的试验研究

针对不同规格的柱状塑膜空气垫进行准静态压缩实验,测定其承载力-变形特性,分析充气压力、结构尺寸对空气垫的承载、缓冲性能影响。结果表明:随着充气压力的增大,空气垫承载力有所提高,对小规格空气垫,充气压力对承载力影响较为显著,但随着规格尺寸增大,其影响显著性降低;空气垫材料有良好的缓冲性能;当承载应力较小时,空气垫缓冲系数变化幅度很大;而当承载应力到达一定值时,空气垫表现出较稳定的缓冲性能。

充气袋承载与缓冲特性的试验研究

针对影响充气袋包装基本特性的几个因素,如薄膜材料厚度、初始充气压力、结构尺寸,通过准静态压缩试验测定了其承载-变形特征,分析了各因素对充气袋的承载与缓冲特性的影响,为充气袋的结构设计与优化提供了依据。结果表明,充气袋承载力随着薄膜厚度、气室宽度和充气压力的增加均有所提高;多个气柱与单个气柱的承载力近似呈线性关系;充气袋具有良好的缓冲性能,不同因素对气柱最小缓冲系数影响不大。

气-膜耦合作用下ETFE气枕的静力研究

为了研究气-膜耦合作用机理,对方形乙烯-四氯乙烯共聚物(ETFE)气枕进行静力荷载试验,研究气-膜耦合作用及其随影响因素的变化规律。通过在上膜面均匀铺置沙袋对气枕施加均布荷载,获得膜面位移、内压和膜面矢高。通过与有限元分析结果进行对比,校核试验结果的精确性。并通过将内充气体分别在恒质量和恒压情况下的试验结果进行对比,研究ETFE气枕的气-膜耦合作用特征及其随荷载、初始内压和气枕尺寸的变化规律。结果表明:气-膜耦合作用使气枕的上下膜面协同工作,共同承担外荷载、抵抗变形;随着荷载的增加,气-膜耦合作用逐渐增强;在荷载不变时,气-膜耦合作用随初始内压的升高而减弱,随气枕尺寸的增大而增强。

静态与动态空气垫对卧床患者减压效果的比较

目的比较静态与动态空气垫对住院卧床患者的减压效果，为优选减压设施提供依据。方法采用随机数字表法将2011年1—12月符合参研条件的住院卧床患者200例分成干预组100例与对照组100例，干预组采用美国产静态空气垫实施24h持续减压，连续5d；对照组采用国产动态空气垫实施24h持续减压，连续5d。采用全电脑压力传感器（Xsensor测压毯）平铺于两组患者身下，统一采取平卧位，于平卧2h后开始测量身体各部位所受的垂直压力及受压面积，测压毯将计算身体受压部位的平均压强峰值、平均压强大小及全身受压面积。监测每例患者卧床期间的皮肤完整性和压疮发生情况。结果干预组患者皮肤完整率为100％，未见压疮发生，而对照组发生Ⅰ期压疮3例，发生部位为：骶尾部2例、足跟部1例，压疮发生率为3％；干预组患者平卧位时，严重受压部位压强值由高到低为：骶尾部、肘部、脊柱、肩胛部、足跟部、头枕部。对照组严重受压部位压强值由高到低为：骶尾部、肘部、足跟部、肩胛部、脊柱、头枕部。对照组100例患者严重受压部位有281个，干预组100例患者严重受压部位245个，两组严重受压部位的个数比较，差异无统计学意义（χ2=110．32，P=0．238）。干预组受压部位的平均压强峰值及受压面积分别为（162．15±16．11）mmHg和（299．31±12．36）cm2，对照组受压部位、平均压强和受压面积分别为（210．83±23．15）mmHg和（382．14±23．56）cm2，差异有统计学意义（t分别为6．473，2．314；P〈0．05）。结论静态空气垫能降低受压部位的压强和减少受压面积，有利于预防压疮。

砰击载荷下金字塔点阵夹层板动力响应分析与估算

该文以轻质金字塔点阵夹层平板结构为对象,对其在不同撞水速度下(1m/s^6m/s)的流-固耦合动力学行为进行数值和理论计算分析。首先建立了气-液-固三相数值模型,通过详细计算获得了砰击压力的分布特征与结构砰击变形特征,分析表明当砰击压力脉宽和结构自振周期(湿模态)之比大于4时流-固耦合效应不显著。与同等质量实体板相比,轻质金字塔点阵夹层平板平均流-固砰击压力与结构最大变形均显著降低,而且存在"局部气垫"现象(在实体平板撞水的过程中未发现该效应)。提出一种将砰击变形位移场分解为总体变形和局部变形,然后进行叠加的计算模型,该种工程近似计算方法获得的变形估算值与数值计算结果吻合较好。

气垫船围裙成型数值计算与试验研究

气垫船围裙为三维复杂柔性结构,承受的外载荷复杂,其成型计算具有强非线性特点,一直是气垫船研究的重点和难点。论文以某极地运输气垫船围裙为研究对象,采用有限元方法,基于动态显式求解法计算了围裙典型分段和全船围裙的成型,并通过围裙典型分段模型成型试验和气垫船缩尺船模陆上静垫升试验分别对围裙成型计算方法及其对陆上静垫升特性的影响进行了分析。结果表明,基于有限元法的围裙成型计算方法较传统解析方法精度更高,与成型试验结果相比误差更小;全船围裙成型有限元计算结果与典型分段计算结果基本一致,基于全船围裙有限元法计算得到的静垫升特性参数预报精度较高,对提高气垫船总体性能预报精度具有指导意义。