【正文】 的發(fā)展自上世紀50年代由德國BASF公司開發(fā)EPS珠粒生產(chǎn)工藝后，EPS泡沫塑料由于成型工藝簡單及設(shè)備簡易可行，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)與其他多種材料進行復合，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，用于改進粘性太大的土壤。(3)常溫下裂解制成PS樹脂，可替代傳統(tǒng)的醇酸漆、酚醛漆等產(chǎn)品。 陽以本[7]介紹了我國現(xiàn)階段普遍采用的螺旋傳動，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度(壓縮50%)的關(guān)系，分析成果應(yīng)用的可行性給其摩托車生產(chǎn)工廠帶來好的經(jīng)濟效益(EPS應(yīng)用于摩托車成品包裝)。EPS材料作為一種熱塑性材料，其特點決定其在使用過程中與其他黏彈性材料一樣會發(fā)生蠕變和松弛現(xiàn)象，因此要考慮EPS材料的性能隨時間的變化規(guī)律。盧富德等[11]針對泡沫結(jié)構(gòu)的壓縮性能，介紹了泡沫結(jié)構(gòu)的試驗壓縮響應(yīng)與數(shù)值模擬方面的研究進展。都學飛等[13]比較分析了４種厚度EPS緩沖包裝材料的壓縮變形回復性、外力－位移曲線等性能。結(jié)果表明:細小而均勻的泡孔對微發(fā)泡聚苯乙烯力學性能的提高有較明顯的促進作用, 微球模型的計算結(jié)果與宏觀力學性能的影響規(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)變速率中實驗數(shù)據(jù)的擬合性。所進行的動態(tài)壓縮試驗得出了在高應(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)模型進行了比較。一個超彈性材料模型是用來描述阻尼和滯回特性為線性粘彈性的非線性泡沫的應(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)象學的損傷法來描述在第一個加載周期期間發(fā)生的損害。在現(xiàn)代社會中，不論是國內(nèi)還是國外，“白色污染”是人們共同關(guān)注的話題。EPS泡沫塑料的緩沖性能研究方法分析是本次畢業(yè)設(shè)計的研究方向。濫用發(fā)泡聚苯乙烯緩沖材料，不僅是對泡沫原材料的浪費，更會造成危害極大的“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)的緩沖曲線向右偏移水平約23–35%為了包裝設(shè)計師運用角泡沫。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)濟性和易損件安全性。為緩沖包裝動力學設(shè)計提供直接方法。我國對EPS的研究和應(yīng)用較少，文章對EPS的物理化學性能、力學性能、EPS作為路基輕質(zhì)填料的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法、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，對我國使用EPS有借鑒作用。針對不同密度的EPS進行了短期壓縮蠕變實驗研究，討論應(yīng)力水平和密度對蠕變的影響。相對密度越大，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)變率增加導致吸收能量能力的增加；當微觀結(jié)構(gòu)不同時，泡沫的細胞分布導致結(jié)構(gòu)的緩沖性能差異顯著。 龍志堅[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圖像處理軟件對微發(fā)泡聚苯乙烯的微孔尺寸進行了觀察和統(tǒng)計。但沒有對多種密度與多種加載速率的情況進行試驗比較和分析。壓縮試驗兩種應(yīng)變速率。當加壓力負載時，可在五參數(shù)模型完全確定應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)的三個基本特征，即線性、可塑性狀應(yīng)力平臺和致密化的階段。使用一個簡單的非線性不連續(xù)模型的跌落試驗以及數(shù)值模擬，研究探討對其的物理影響。 Giampiero Pampolini[20]利用一個模型耦合的非線性彈性和粘度的概念來描述一種聚氨酯泡沫進行單軸循環(huán)壓縮響應(yīng)。開發(fā)了一個準確的識別材料常數(shù)的程序，并在兩個單調(diào)和循環(huán)變形過程中粘度和損害的相互作用進行了討論。第二章：利用MATLAB/GUI界面建立EPS緩沖數(shù)據(jù)庫求解緩沖曲線：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 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)變曲線來設(shè)計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. 研究方法與實施進度計劃對本課題的研究主要采用理論研究和實際相結(jié)合的方法，在指導老師的指導下對課題進行研究。為了有序的完成論文各部分的寫作，筆者制訂了如下的進度計劃：第一階段：2015年10月——2015年11月，閱讀并收集中、外文獻資料。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。該模型的七個參數(shù)被兩種應(yīng)變速率下進行的準靜態(tài)壓縮試驗所決定。關(guān)鍵詞：聚氨酯泡沫；本構(gòu)模型；動載荷；應(yīng)變率1．引言 對于汽車耐撞性能的改進不能被過高估計。聚合物泡沫目前被用作在保險杠和作為填充材料加固屋頂和門梁，并且它們的應(yīng)用程序?qū)⒈徊粩鄶U展。 泡沫已經(jīng)成為了無數(shù)試驗、數(shù)值和理論調(diào)查的主題。Meinecke和Schwaber描述作為一個應(yīng)變函數(shù)的初始系數(shù)并改變了作為一個冪級數(shù)的應(yīng)變的應(yīng)變函數(shù)形式。吉布森模型的三個方程描述了每個區(qū)域，如下所示當時， ()當時， ()當時， () 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區(qū)域的邊界應(yīng)力應(yīng)變曲線是不光滑的。劉和蘇巴斯建議式 () 所示的模型。如下所示。雖然這個模型很好的描述了聚合物泡沫的應(yīng)力應(yīng)變曲線，但它沒有包括因動態(tài)加載下對于應(yīng)變率的影響。Sherwood和Frost所描述的形狀函數(shù)的十分之一階多項式函數(shù)的應(yīng)變，其系數(shù)是確定從壓縮試驗的參考應(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)曲線情況下具有線性應(yīng)變函數(shù)的假設(shè)。首先，在參考應(yīng)變率下，五個參數(shù)，E、A、B、m和n，確定通過擬合實驗的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)。3．實驗與參數(shù)辨識 低密度聚氨酯泡沫塑料模型 準靜態(tài)測試是在位移測量裝置和力傳感器安裝形成的室溫下，使用具有100kN大負荷容量的MTS 810機器進行的。參數(shù)的計算會被擬合曲線點的數(shù)目所影響。（）式中a和b，這兩個參數(shù)的確定，在另一個應(yīng)變率的實驗數(shù)據(jù)是必要的。 從曲線擬合計算的五個參數(shù)ABEmn 從曲線擬合計算的二個參數(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)接近的親雙準靜態(tài)實驗的本構(gòu)模型，所得到的應(yīng)力應(yīng)變曲線可以得到任何應(yīng)變率。用本構(gòu)方程擬合得到七個參數(shù)，用本構(gòu)方程擬合得到了67kg/m3的聚氨酯泡沫體在動態(tài)載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。并計算應(yīng)變速率為97s1。第一，（）的五個參數(shù)。應(yīng)力應(yīng)變曲線很接近實驗數(shù)據(jù)。當重物沖擊試樣時，計算為應(yīng)變速率為97s1。試樣的密度越高，進行的的振蕩越大。每個曲線幾乎呈線性關(guān)系，但有點凸。幾個模型以及描述的應(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)五個參數(shù)。參考文獻[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)表文獻中的有關(guān)EPS的數(shù)據(jù)，并匯總不同密度的曲線，構(gòu)建EPS材料庫。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，它已經(jīng)被人們大量的推廣和頻繁的使用，但是EPS材料的回收問題值得人們認真考慮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材料中的每一個小珠粒是單獨密閉的一個中空結(jié)構(gòu)，使它具有許多其它材料所不具備的保溫特性。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀佟富強0等通過前期實驗和后期數(shù)據(jù)處理對EPS緩沖襯墊進行了研究和分