2 結(jié)果與討論
2.1 緩沖結(jié)構(gòu)單元的載荷$變形曲線的分析
紙漿模塑緩沖制品由多個緩沖結(jié)構(gòu)單元組成，因此，研究獨立的緩沖結(jié)構(gòu)單元的緩沖性能是十分重要的。本實驗首先測定并研究了肋狀緩沖結(jié)構(gòu)單元的載荷-變形曲線（如圖2），它是緩沖結(jié)構(gòu)元典型的載荷-變形曲線。
由圖2看出，紙漿模塑緩沖結(jié)構(gòu)單元的載荷-變形曲線和瓦楞紙箱的載荷!變形曲線十分相似，受壓過程分為3個階段，即OA 段、AB段和BC段?？梢哉J(rèn)為在紙漿模塑制品中，正是一些類似箱狀或盒狀的結(jié)構(gòu)起著緩沖作用。
（1）OA階段 在緩沖結(jié)構(gòu)單元的載荷-變形曲線中，過原點0作曲線的切線，與曲線交于一點A，這段曲線呈直線狀態(tài)，緩沖結(jié)構(gòu)單元發(fā)生彈性變形時，符合虎克定律，即施加一定的外力，試樣會產(chǎn)生與負(fù)荷成正比的變形。A 點為產(chǎn)生彈性變形的極限變形點，OA段可以稱為試樣的彈性階段。在這一階段中，試樣在外觀上無明顯變化，表現(xiàn)在曲線上為壓縮力和變形量同步增加。因為在制品的纖維之間存在一定的間隙，當(dāng)施加外力時，纖維間的距離逐漸縮小，導(dǎo)致變形發(fā)生，同時，纖維本身具有抵抗外力的作用，試圖伸直，不至于發(fā)生彎曲。在此階段內(nèi)，當(dāng)施加的壓縮力撤消時，試樣會回復(fù)到原來的狀態(tài)。OA段的斜率和大小與漿料配比、緩沖結(jié)構(gòu)單元形狀和側(cè)壁的斜度有關(guān)。
（2）AB 階段當(dāng)壓縮力繼續(xù)增加時，試樣變形進入第2個階段—— 塑性變形階段，B點對應(yīng)的壓縮力為最大載荷，此階段內(nèi)，試樣變形程度越來越大，在曲線上反映出變形量增加較快，而壓縮力增加速度減慢，曲線不成線性關(guān)系。這是由于試樣被壓縮過程中，纖維的狀態(tài)發(fā)生變化，由原始狀態(tài)開始發(fā)生彎曲，同時，纖維間的結(jié)合受到初步破壞。纖維產(chǎn)生的抗彎變形能力使壓縮力達(dá)到最大點B，此階段的壓縮量是不可完全恢復(fù)的。
（3）BC階段 當(dāng)壓縮力超過最大點后，試樣進入到第3階段—— 壓潰變形階段。外觀上看，試樣破壞程度逐漸加大。在曲線上，表現(xiàn)為變形量繼續(xù)加大，但壓縮力開始下降。此時，纖維之間產(chǎn)生了較大的位移，纖維間的結(jié)合已被破壞，喪失了承載能力，使得試樣承載力下降，該階段產(chǎn)生的變形是完全不可恢復(fù)的。圖2還可以看出：在論文的實驗條件下，A點的載荷是最大載荷的80%以上，也就是說，當(dāng)緩沖結(jié)構(gòu)單元的載荷小于最大載荷的+,-時，緩沖結(jié)構(gòu)單元將發(fā)生彈性變形，該材料具有很好的恢復(fù)性，而具有恢復(fù)性是緩沖包裝材料的重要特征之一，因此，A 點的載荷，也就是最大靜載荷的+80%，對緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計具有十分重要的意義。為了得到更充分的驗證，測試了多個緩沖結(jié)構(gòu)單元的載荷-變形曲線，并計算了A點載荷與最大載荷的比值（見表1），這些結(jié)構(gòu)單元的漿料配比、形狀和側(cè)壁斜度均相同。由表) 數(shù)據(jù)可知，A點的載荷是最大靜載荷的80%左右。也就是說，結(jié)構(gòu)單元的漿料配比、形狀和側(cè)壁斜度均相同的情況下，產(chǎn)生彈性變形極限載荷與最大載荷比值恒定。
(待續(xù))
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