HDPE結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料粘彈性及其損傷的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著發(fā)泡工藝在塑料制品中的發(fā)展應(yīng)用，很多塑料托盤企業(yè)已經(jīng)開始采用結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑工藝加工生產(chǎn)塑料托盤，以改善托盤性能。塑料托盤在實(shí)際使用中需要持續(xù)承載，且承載的載荷較大，常會(huì)發(fā)生過大的蠕變變形及撕裂破壞。因此需要對(duì)托盤所用材料的力學(xué)性能進(jìn)行分析研究，以便滿足托盤設(shè)計(jì)及研發(fā)的需求。為此本課題對(duì)高密度聚乙烯結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料進(jìn)行進(jìn)一步研究。主要工作包括:
　　 1、考慮高密度聚乙烯結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)條件的影響，構(gòu)建了對(duì)其進(jìn)行力學(xué)性能

2、測(cè)試的試驗(yàn)方案。注塑工藝會(huì)造成塑料托盤不同部位泡孔大小與分布不均勻，從而導(dǎo)致托盤不同部位的力學(xué)性能不同。標(biāo)準(zhǔn)試樣僅考慮發(fā)泡部分的力學(xué)性能，需要去除模塑表皮，但此部分同發(fā)泡部位共同承擔(dān)托盤所受的載荷。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行材料測(cè)試的設(shè)備一般尺寸較大，不適合在現(xiàn)場(chǎng)的使用。基于以上兩點(diǎn)影響因素，本論文試驗(yàn)考慮硬皮結(jié)構(gòu)的影響，不能采用標(biāo)準(zhǔn)試樣，而是從托盤的不同部位用鋸切割的方法直接獲取試樣在企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)研究了托盤長(zhǎng)時(shí)間承受載荷及所處的環(huán)境晝夜溫差

3、較大對(duì)試驗(yàn)的影響。
　　 2、對(duì)高密度聚乙烯結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑材料進(jìn)行了單軸拉伸試驗(yàn)、拉伸蠕變及彎曲蠕變?cè)囼?yàn)，得到了該材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線、拉伸破壞狀態(tài)、應(yīng)變-時(shí)間曲線、勁度模量曲線、蠕變?nèi)崃壳€及常溫下的蠕變速率。試驗(yàn)結(jié)果表明:該材料在不同的加載速率下的彈性模量基本不變，但屈服強(qiáng)度隨加載速率的增加而顯著增大;室溫拉伸載荷下呈現(xiàn)明顯的脆性變形特征。在不同的應(yīng)變下，其拉伸應(yīng)變率敏感度λ值較大，且變化顯著。因晝夜溫差相差較大，蠕變應(yīng)變隨時(shí)

4、間的變化出現(xiàn)波動(dòng)，白天蠕變應(yīng)變變化較大，夜間變化較小。其彎曲蠕變行為在試驗(yàn)所處的應(yīng)力水平下是非線性的，非線性隨所施加的應(yīng)力水平的增加而逐漸增強(qiáng)。
　　 3、進(jìn)一步分析彎曲蠕變?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)，得到了高密度聚乙烯結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑材料的本構(gòu)方程。
　　 4、考慮損傷對(duì)材料性能的影響，提出了基于Burgers模型的非線性蠕變損傷模型，并進(jìn)行參數(shù)擬合。構(gòu)建了彎曲蠕變有限元模型，并進(jìn)行仿真模擬，研究表明該材料的有限元模型模擬結(jié)果同試驗(yàn)結(jié)果較為