基于Burgers模型对缓冲材料EPE压缩蠕变行为的分析

• 作者: 刘艳华 黄利强 付志强 何争辉 张武杰 刘昊喆
• 来源期刊: 包装工程
• 学科: 工学
• 关键词: 发泡聚乙烯 缓冲材料 Burgers模型 蠕变 压缩
• 年，卷（期）: 2022,（7）
• 所属期刊栏目: 缓冲与隔振|Cushioning and Vibration Isolation
• 页码范围: 146-153
• 页数: 8页
• 分类号: TB484.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.07.018

摘要

目的 为解决缓冲材料发泡聚乙烯因蠕变引起保护失效的问题,基于Burgers模型,分析载荷、应力保持时间对EPE压缩蠕变行为的影响.方法 根据不同应力下的不同保持时长压缩蠕变试验结果,拟合EPE不同应力下的压缩蠕变试验数据,分析不同应力、应力保持时间下的EPE蠕变过程中蠕变总量、弹性应变、黏弹性应变和黏性应变的变化规律.结果 Burgers四元件力学模型对EPE不同应力下的压缩蠕变实验数据拟合度为0.9924～0.9989.在同一应力保持时间下,随着应力从3.3 kPa增加到5.3 kPa,弹性模量E1、弹性模量E2、黏度系数η2、黏度系数η1都逐渐减小,蠕变总量、黏性应变呈非线性显著增加,弹性应变、粘弹性应变呈线性微量增加;在同一应力下,随着应力保持时间从20 d增加到120 d,弹性应变一直保持不变,占蠕变总量的比例降低,粘弹性应变先微量增加后保持不变,占蠕变总量的比例降低,黏性应变增加,占蠕变总量的比例增加.结论 Burgers模型可较准确地模拟EPE不稳定蠕变阶段和稳定蠕变阶段的压缩蠕变行为;应力的增加导致EPE抵抗变形的能力变弱,引起蠕变量增加;应力保持时间的增加对弹性应变无影响,对稳定蠕变阶段的黏弹性应变无影响,对黏性应变的增加有显著影响.