物品流通过程中,堆码时产生的压力、装卸过程中的冲击以及运输过程中的振动都会对造成物品的破损。内装物品破损与否,受到运输途中的环境(如环境温度、运输工具、跌落高度、静态应力等)影响;也受到缓冲包装材料的性质(如材料种类、初始密度、厚度等)的影响;同时,也和内装物本身的脆值有关。为此,研究缓冲包装材料的动力学模型,揭示物品在运输环境中的响应规律,寻求科学的包装防护原理,从而进行包装结构优化设计,为各类机电产品、家用电器等物品流通过程中的防护包装设计提供重要的理论依据。本课题以发泡聚乙烯为研究对象,采用静态压缩实验、动态压缩实验及振动实验(载荷均作用在材料厚度方向),系统地探究环境条件及材料性质对发泡聚乙烯力学性能的影响,分析总结各因素对EPE应力-应变曲线的影响规律,建立包含初始密度等因素在内的更为完善的发泡聚乙烯动态本构模型。采用静态压缩实验,探索了 EPE初始密度(16 kg/m3、23 kg/m3、35 kg/m3、56 kg/m3)、厚度(30mm、40mm、50mm、60mm、75 mm)、加载速度(9mm/min、40 mm/min、100 mm/min、300 mm/min)以及压缩次数对其静态压缩性能的影响。结果表明,静态压缩条件下,EPE的力学性能不受材料厚度、加载速度和压缩次数的影响,但对材料的初始密度较为敏感,且密度和应变耦合影响应力,承载能力随初始密度增加而提升,这种特性在大应变区域更加明显。基于此,建立了发泡聚乙烯静态压缩本构模型。采用跌落冲击实验,探索了 EPE初始密度、厚度、冲击次数、跌落高度(76 cm、66 cm、51 cm、46 cm)及静态应力(7508 N/m2、9468 N/m2、11428 N/m2)对其动态冲击性能的影响,并使用激光位移传感器采集冲击过程中材料位移变化。结果表明,EPE的动态压缩性能与材料密度、厚度和跌落高度密切相关,初始密度和厚度增加时,材料的承载能力增强,跌落高度增加时,材料受损程度增加。结合静态本构模型,建立了包含初始密度在内的更为完善的发泡聚乙烯非线性动态本构模型。为运输过程中产品防护提供重要依据。振动实验中,探索了 EPE厚度和密度对其振动特性的影响,结果表明材料厚度越大,防护效果越好;初始密度越大,材料的抗变形能力越好,为货物运输包装防护机理奠定基础。