聚氨酯复合泡沫塑料准静态压缩力学性能.ppt

聚氨酯复合泡沫塑料的压缩力学行为模拟分析 缓冲包装的作用和地位 用于军工、电子、精密机械、仪器仪表的包装 用于易碎、易爆产品的包装 减少产品在储运过程的损失 给国民经济带来巨大效益 聚氨酯泡沫塑料 按其硬度可分为软质和硬质两类，其中软质为主要品种。它具有极佳的弹性、柔软性、伸长率和压缩强度；化学稳定性好，耐许多溶剂和油类；耐磨性优良，较天然海绵大20倍；还有优良的加工性、绝热性、粘合性等性能，是一种性能优良的缓冲材料。 用于高档精密仪器、贵重器械、高档工艺品等的缓冲包装或衬垫缓冲材料。 力学行为分析方法 (1)试验统计：对大量的试验数据进行统计，归纳出材料的力学规律 (2)模型综合预测：运用不同模型的综合来 解决实际的材料力学性能的预测 (3)计算机模拟：运用计算机模拟，特别是 使用有限元方法来对材料结构力学性能进行分析 本文主要内容 利用ABAQUS有限元分析软件建立聚氨酯泡沫塑料简化模型，并对其压缩力学行为进行计算机模拟分析，希望研究结果能对泡沫塑料力学性能的研究及相关学科的发展起到一定的促进作用。 ABAQUS ABAQUS是一套功能强大的基于有限元方法的工程模拟软件，它可以解决从相对简单的线性分析到极富挑战性的非线性模拟等各种问题。ABAQUS具备十分丰富的单元库，可以模拟任意实际形状。ABAQUS也具有相当丰富的材料模型库，可以模拟大多数典型工程材料的性能，包括金属﹑橡胶﹑聚合物﹑复合材料﹑钢筋混凝土﹑可压缩的弹性泡沫以及地质材料。 静态压缩力学行为分析 问题描述 建模过程 分析结果 问题描述 过去的聚氨酯泡沫塑料力学工作主要集中于低密度泡沫塑料，对较高密度(大于0.3g/cm3 )的泡沫塑料研究较少，还没有现成的本构模型可用。本论文给出了较高密度聚氨酯泡沫塑料仿真压缩力学的一些结果分析。 建模过程 1.绘制二维几何形状，生成框架模型 2.定义装配件 3.定义材料参数 4.分析进程的配置 5.施加边界条件 6.网格划分 7.生成数据结果 数据结果 1.假设压头与试件间的摩擦为0，试件的底端接触面也没有摩擦。 2.假设压头与试件间有摩擦，摩擦系数为0.1，试件底端固定。 不考虑摩擦（应力分布图） 不考虑摩擦（位移分布图） 考虑摩擦（应力分布图） 考虑摩擦（位移分布图） 分析结果总结 从不考虑摩擦的结果看，试件的各点受力完全一样，材料为理想塑性，与理论的分析结果是一致的。 当考虑摩擦时，试件的各点位移和应力不一样，压缩后试件变成了圆鼓形，与实际的实验结果是相符合的。 分析结果总结 聚氨酯泡沫塑料的发展 复合材料技术不断发展，其应用也越来越普遍。增强泡沫塑料及复合泡沫塑料将成为人们开发的重点。因此，研究较高密度增强泡沫塑料及复合泡沫塑料的破坏及能量吸收机制会引起人们的兴趣，这一研究课题也是我们今后需要努力的方向。 * 包装03-2班 崇政 聚苯乙烯泡沫塑料 聚氨酯泡沫塑料 瓦楞纸板 气垫薄膜 实体模型 压头 直径25mm，高40mm的圆柱形试件 0.29683 6.68E+07 0.47 4.18E+07 0.6 0.29302 5.45E+07 0.43421 3.53E+07 0.54375 0.28885 4.50E+07 0.40547 3.00E+07 0.5 0.27404 3.85E+07 0.37372 2.65E+07 0.45313 0.25315 3.30E+07 0.3387 2.35E+07 0.40313 0.19373 2.56E+07 0.25996 1.97E+07 0.29688 0.12315 2.18E+07 0.17971 1.82E+07 0.19687 0.04481 1.84E+07 0.09247 1.68E+07 0.09688 0.01889 1.72E+07 0.06356 1.62E+07 0.06563 0.0024 1.50E+07 0.04132 1.44E+07 0.04219 0 1.24E+07 0.03077 1.21E+07 0.03125 塑性应变 真应力/Pa 真应变 名义应力/Pa 名义应变 E=385Mpa，u=0.4 σture = σnom (1 + εnom )； εpl =εture ? σture/E 施加边界条件 进程：1.压头下降5.01mm；2.压头下降10mm 网格划分 图片来源：聚氨酯复合泡沫塑料的准静态压缩力学性能 *