【正文】 的發(fā)展自上世紀(jì)50年代由德國(guó)BASF公司開(kāi)發(fā)EPS珠粒生產(chǎn)工藝后，EPS泡沫塑料由于成型工藝簡(jiǎn)單及設(shè)備簡(jiǎn)易可行，并可制成各種形狀、不同密度的產(chǎn)品，因而發(fā)展迅速。改性后具有抗靜電、阻燃等性能，可廣泛應(yīng)用于緩沖包裝、漂浮器具、保溫隔熱和建筑材料等。(4)與其他多種材料進(jìn)行復(fù)合，制成建筑物中內(nèi)外墻體材料，代替紅磚使用。 苯乙烯泡沫（EPS）產(chǎn)品廢棄物的具體應(yīng)用(1)搗碎后作土壤改良劑，用于改進(jìn)粘性太大的土壤。(3)常溫下裂解制成PS樹(shù)脂，可替代傳統(tǒng)的醇酸漆、酚醛漆等產(chǎn)品。 陽(yáng)以本[7]介紹了我國(guó)現(xiàn)階段普遍采用的螺旋傳動(dòng)，蒸汽加熱發(fā)泡工藝生產(chǎn)的可發(fā)性聚苯乙烯泡沫材料密度與壓縮強(qiáng)度(壓縮50%)的關(guān)系，分析成果應(yīng)用的可行性給其摩托車(chē)生產(chǎn)工廠(chǎng)帶來(lái)好的經(jīng)濟(jì)效益(EPS應(yīng)用于摩托車(chē)成品包裝)。EPS材料作為一種熱塑性材料，其特點(diǎn)決定其在使用過(guò)程中與其他黏彈性材料一樣會(huì)發(fā)生蠕變和松弛現(xiàn)象，因此要考慮EPS材料的性能隨時(shí)間的變化規(guī)律。盧富德等[11]針對(duì)泡沫結(jié)構(gòu)的壓縮性能，介紹了泡沫結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)壓縮響應(yīng)與數(shù)值模擬方面的研究進(jìn)展。都學(xué)飛等[13]比較分析了４種厚度EPS緩沖包裝材料的壓縮變形回復(fù)性、外力－位移曲線(xiàn)等性能。結(jié)果表明:細(xì)小而均勻的泡孔對(duì)微發(fā)泡聚苯乙烯力學(xué)性能的提高有較明顯的促進(jìn)作用, 微球模型的計(jì)算結(jié)果與宏觀(guān)力學(xué)性能的影響規(guī)律有很好的重現(xiàn)性。Kwang Young Jeong[17]研究了聚氨酯泡沫塑料的應(yīng)變率相關(guān)行為并制定了新的本構(gòu)模型，以提高在各種應(yīng)變速率中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合性。所進(jìn)行的動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)得出了在高應(yīng)變率下應(yīng)力應(yīng)變的數(shù)據(jù)并且將此結(jié)果同本構(gòu)模型進(jìn)行了比較。一個(gè)超彈性材料模型是用來(lái)描述阻尼和滯回特性為線(xiàn)性粘彈性的非線(xiàn)性泡沫的應(yīng)力–應(yīng)變關(guān)系。此外，該模型表明，給定的下降條件下，沖擊吸收的最佳振幅取決于泡沫的厚度和橫截面面積。用現(xiàn)象學(xué)的損傷法來(lái)描述在第一個(gè)加載周期期間發(fā)生的損害。在現(xiàn)代社會(huì)中，不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，“白色污染”是人們共同關(guān)注的話(huà)題。EPS泡沫塑料的緩沖性能研究方法分析是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究方向。濫用發(fā)泡聚苯乙烯緩沖材料，不僅是對(duì)泡沫原材料的浪費(fèi)，更會(huì)造成危害極大的“白色污染”。胡俊等（2015）[2]研究了四種不同密度的聚苯乙烯EPS泡沫材料單軸壓縮下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。密度為55kg/m3的EPS泡沫最接近于理想吸能材料。并研究建議，傳統(tǒng)的緩沖曲線(xiàn)向右偏移水平約23–35%為了包裝設(shè)計(jì)師運(yùn)用角泡沫。易損件最大響應(yīng)加速度與緩沖襯墊體積關(guān)系呈現(xiàn)勾狀，最后引入系數(shù)表征緩沖襯墊的經(jīng)濟(jì)性和易損件安全性。為緩沖包裝動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)提供直接方法。我國(guó)對(duì)EPS的研究和應(yīng)用較少，文章對(duì)EPS的物理化學(xué)性能、力學(xué)性能、EPS作為路基輕質(zhì)填料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、EPS在道路工程中的應(yīng)用等方而作了較為全而的介紹和分析，對(duì)我國(guó)使用EPS有借鑒作用。針對(duì)不同密度的EPS進(jìn)行了短期壓縮蠕變實(shí)驗(yàn)研究，討論應(yīng)力水平和密度對(duì)蠕變的影響。相對(duì)密度越大，泡沫結(jié)構(gòu)的屈服應(yīng)力越大，吸收能量的能力越大；泡沫的吸收能量能力一般隨環(huán)境溫度的增加而減??；由于泡沫的基體材料表現(xiàn)率相關(guān)性，應(yīng)變率增加導(dǎo)致吸收能量能力的增加；當(dāng)微觀(guān)結(jié)構(gòu)不同時(shí)，泡沫的細(xì)胞分布導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的緩沖性能差異顯著。 龍志堅(jiān)[14]制備了發(fā)泡量相同的微發(fā)泡聚苯乙烯, 采用掃描電鏡(SEM)和Imagepro圖像處理軟件對(duì)微發(fā)泡聚苯乙烯的微孔尺寸進(jìn)行了觀(guān)察和統(tǒng)計(jì)。但沒(méi)有對(duì)多種密度與多種加載速率的情況進(jìn)行試驗(yàn)比較和分析。壓縮試驗(yàn)兩種應(yīng)變速率。當(dāng)加壓力負(fù)載時(shí)，可在五參數(shù)模型完全確定應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)的三個(gè)基本特征，即線(xiàn)性、可塑性狀應(yīng)力平臺(tái)和致密化的階段。使用一個(gè)簡(jiǎn)單的非線(xiàn)性不連續(xù)模型的跌落試驗(yàn)以及數(shù)值模擬，研究探討對(duì)其的物理影響。 Giampiero Pampolini[20]利用一個(gè)模型耦合的非線(xiàn)性彈性和粘度的概念來(lái)描述一種聚氨酯泡沫進(jìn)行單軸循環(huán)壓縮響應(yīng)。開(kāi)發(fā)了一個(gè)準(zhǔn)確的識(shí)別材料常數(shù)的程序，并在兩個(gè)單調(diào)和循環(huán)變形過(guò)程中粘度和損害的相互作用進(jìn)行了討論。第二章：利用MATLAB/GUI界面建立EPS緩沖數(shù)據(jù)庫(kù)求解緩沖曲線(xiàn)：建立MATLAB/GUI界面，基于圖片的像素值，求解EPS最大加速度靜應(yīng)力等緩沖曲線(xiàn) 第三章：利用MATLAB/GUI求解EPS緩沖作用下單自由度緩沖性能：主要通過(guò)包裝件地脆值、包裝件的質(zhì)量、跌落高度，以及EPS的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)來(lái)設(shè)計(jì)緩沖襯墊的緩沖面積和襯墊厚度。將這些求解的步驟編輯成程序，用MATLAB/GUI制作成程序界面。4. 研究方法與實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃對(duì)本課題的研究主要采用理論研究和實(shí)際相結(jié)合的方法，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下對(duì)課題進(jìn)行研究。為了有序的完成論文各部分的寫(xiě)作，筆者制訂了如下的進(jìn)度計(jì)劃：第一階段：2015年10月——2015年11月，閱讀并收集中、外文獻(xiàn)資料。第五階段：2016年2月——2016年3月，建立MATLAB/GUI界面，求解EPS緩沖作用下單自由度緩沖性能和二自由度EPS緩沖性能。該模型的七個(gè)參數(shù)被兩種應(yīng)變速率下進(jìn)行的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)所決定。關(guān)鍵詞：聚氨酯泡沫；本構(gòu)模型；動(dòng)載荷；應(yīng)變率1．引言 對(duì)于汽車(chē)耐撞性能的改進(jìn)不能被過(guò)高估計(jì)。聚合物泡沫目前被用作在保險(xiǎn)杠和作為填充材料加固屋頂和門(mén)梁，并且它們的應(yīng)用程序?qū)⒈徊粩鄶U(kuò)展。 泡沫已經(jīng)成為了無(wú)數(shù)試驗(yàn)、數(shù)值和理論調(diào)查的主題。Meinecke和Schwaber描述作為一個(gè)應(yīng)變函數(shù)的初始系數(shù)并改變了作為一個(gè)冪級(jí)數(shù)的應(yīng)變的應(yīng)變函數(shù)形式。吉布森模型的三個(gè)方程描述了每個(gè)區(qū)域，如下所示當(dāng)時(shí)， ()當(dāng)時(shí)， ()當(dāng)時(shí)， () 和分別是工程應(yīng)力和工程應(yīng)變。這模型在平坦區(qū)域應(yīng)力有常量值的限制并且在兩個(gè)區(qū)域的邊界應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)是不光滑的。劉和蘇巴斯建議式 () 所示的模型。如下所示。雖然這個(gè)模型很好的描述了聚合物泡沫的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)，但它沒(méi)有包括因動(dòng)態(tài)加載下對(duì)于應(yīng)變率的影響。Sherwood和Frost所描述的形狀函數(shù)的十分之一階多項(xiàng)式函數(shù)的應(yīng)變，其系數(shù)是確定從壓縮試驗(yàn)的參考應(yīng)變率。應(yīng)變率的函數(shù)方程（）是基于在一定的應(yīng)變應(yīng)力數(shù)據(jù)曲線(xiàn)情況下具有線(xiàn)性應(yīng)變函數(shù)的假設(shè)。首先，在參考應(yīng)變率下，五個(gè)參數(shù)，E、A、B、m和n，確定通過(guò)擬合實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)。3．實(shí)驗(yàn)與參數(shù)辨識(shí) 低密度聚氨酯泡沫塑料模型 準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)試是在位移測(cè)量裝置和力傳感器安裝形成的室溫下，使用具有100kN大負(fù)荷容量的MTS 810機(jī)器進(jìn)行的。參數(shù)的計(jì)算會(huì)被擬合曲線(xiàn)點(diǎn)的數(shù)目所影響。（）式中a和b，這兩個(gè)參數(shù)的確定，在另一個(gè)應(yīng)變率的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是必要的。 從曲線(xiàn)擬合計(jì)算的五個(gè)參數(shù)ABEmn 從曲線(xiàn)擬合計(jì)算的二個(gè)參數(shù)ab 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 (=67kg/m3，= ) (=67kg/m3，= ) 獲得構(gòu)成所有參數(shù)接近的親雙準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)的本構(gòu)模型，所得到的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)可以得到任何應(yīng)變率。用本構(gòu)方程擬合得到七個(gè)參數(shù)，用本構(gòu)方程擬合得到了67kg/m3的聚氨酯泡沫體在動(dòng)態(tài)載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。并計(jì)算應(yīng)變速率為97s1。第一，（）的五個(gè)參數(shù)。應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)很接近實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)重物沖擊試樣時(shí)，計(jì)算為應(yīng)變速率為97s1。試樣的密度越高，進(jìn)行的的振蕩越大。每個(gè)曲線(xiàn)幾乎呈線(xiàn)性關(guān)系，但有點(diǎn)凸。幾個(gè)模型以及描述的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的泡沫是工作在一個(gè)特定的應(yīng)變率。（1）第一步是參考應(yīng)變率和發(fā)現(xiàn)五個(gè)參數(shù)。參考文獻(xiàn)[1] US Department of Transportation, FARS/GES 2009 DataSummary, DOT HS 811 401 (2011).[2] U. 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（1）在產(chǎn)品EPS襯墊模型，首先獲取所發(fā)表文獻(xiàn)中的有關(guān)EPS的數(shù)據(jù)，并匯總不同密度的曲線(xiàn)，構(gòu)建EPS材料庫(kù)。EPS的質(zhì)量比較輕省、具有良好的緩沖和保溫性能，基于EPS材料的性能和優(yōu)點(diǎn)，它已經(jīng)被人們大量的推廣和頻繁的使用，但是EPS材料的回收問(wèn)題值得人們認(rèn)真考慮0。 發(fā)泡聚苯乙烯泡沫的介紹 發(fā)泡聚苯乙烯泡沫的定義聚苯乙烯是在催化劑的作用下，使苯乙烯單體發(fā)生了加聚反應(yīng)而生成的一種高分子聚合物00。（2）保溫性能EPS材料中的每一個(gè)小珠粒是單獨(dú)密閉的一個(gè)中空結(jié)構(gòu)，使它具有許多其它材料所不具備的保溫特性。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀佟富強(qiáng)0等通過(guò)前期實(shí)驗(yàn)和后期數(shù)據(jù)處理對(duì)EPS緩沖襯墊進(jìn)行了研究和分