空氣墊在受到跌落沖擊時的緩沖機(jī)理及性能研究.pdf

1、空氣墊是一種新型的緩沖材料，它是由塑料薄膜包裹氣體而成。從原理上講，空氣墊是利用密閉在塑料薄膜內(nèi)的可壓縮氣體來實現(xiàn)彈性功能。作為緩沖材料，空氣墊具有良好的抗沖擊性和隔振性。 本文研究了空氣墊的幾何特征，并根據(jù)已有的圓柱模型，得到相應(yīng)的改進(jìn)模型。通過準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗和模擬跌落試驗討論兩種模型的可行性。另外，還進(jìn)一步研究了空氣墊的設(shè)計參數(shù)對其性能的影響。 本文首先研究了空氣墊承受的臨界內(nèi)壓、單向閥強(qiáng)度、以及空氣墊厚度的相互關(guān)系

2、，并通過對單向閥的剝離試驗以及空氣墊準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗，發(fā)現(xiàn)空氣墊可承受的最大內(nèi)壓隨其尺寸的減小而增大。然后通過對空氣墊的幾何形狀進(jìn)行近似，得到其承載性能的理論模型，并由此發(fā)現(xiàn)空氣墊的有效承壓面積與壓縮量基本呈線性關(guān)系。在準(zhǔn)靜態(tài)壓縮過程中，圓柱模型適合表征尺寸小的空氣墊：圓柱改進(jìn)模型則適合表征尺寸大的空氣墊。在沖擊壓縮過程中，兩種模型都可以較好的表征空氣墊在壓縮時的動態(tài)載荷特性，不過當(dāng)壓縮量過大時，理論模型會過高估計空氣墊的承載能力；在預(yù)測

3、空氣墊的動態(tài)緩沖能力時，根據(jù)改進(jìn)模型計算出來的理論值與試驗值，以及其變化規(guī)律更加接近。另外，空氣墊薄膜變形對靜態(tài)壓縮的影響不明顯；但是對動態(tài)壓縮存在一定的影響。 關(guān)于空氣墊的緩沖性能，在準(zhǔn)靜態(tài)壓縮變形中，初始內(nèi)壓的增加會使得其緩沖系數(shù)減小，但是當(dāng)初始內(nèi)壓超過60kPa，其減小程度并不明顯；最小緩沖系數(shù)多發(fā)生在應(yīng)變?yōu)?.4～0.6時，其最小值介于2.5～3之間；而尺寸對其靜態(tài)緩沖性能的影響不大。在動態(tài)壓縮變形中，隨著空氣墊初始內(nèi)壓