2. 3 实验结果与讨论
实验过程中,通过数字相关测量系统记录了加载前后的散斑图,并能存储于计算机硬盘上,图4 是试件在加载前和加载到8. 16 kgF 时变形场的两幅散斑图。这些散斑图就是数字相关测量方法进行变形分析的原始数据,利用数字相关分析软件就可以进行变形量的提取。这一测量方法可直接计算出测试区的全场应变,包括纵向应变和横向应变;由此可以非常方便地得到材料的弹性模量和泊松比。
另外,在实验过程中还利用了最小读数刻度为0. 01mm 的读数显微镜对试件的横向变形进行了测量,实验结果表明这也是测量纸浆模塑材料泊松比的一种有效方法。
表2 给出了用DICM 测量方法和读数显微镜测量纸浆模塑材料弹性模量和泊松比的实验结果。
从实验结果看, 2 种测量方法的测量结果较接近,弹性模量的平均值约为50MPa ,泊松比的平均值约为0. 01 (此实验结果针对前述试样而言,材料紧度为0. 413g/ cm3 ,测量弹性模量和泊松比的结果时,其纵向应变控制约0. 07。) ,泊松比值很小。特别指出的是这2 个参量的测量结果的标准偏差都大,也即实验结果较分散,另外变形的分布也不均匀。分析其原因可能主要有如下影响因素;1) 由于试件材料取自电子产品的缓冲衬垫,这会造成试件本身各处厚度不同以及不同试件的厚度也不相同;2) 很可能是实际材料存在着杂质、空洞, 或纤维形态、长度差异的影响以及纤维排列方向随机分布的影响;3) 测量误差影响。
3 结 语
1) 由于纸浆模塑材料单向拉伸或压缩时横向变形测量比较困难,且对温度、湿度等环境因素影响敏感,不宜采用接触式变形测量方法,所以本文将数字相关测量技术应用于横向变形的测量,较好地解决了纸浆模塑材料的横向变形系数测量和全场变形测量问题。因而, 数字相关测量技术在今后纸基包装材料变形检测中有着广泛的应用前景。
2) 实验测量出了纸浆模塑材料的弹性常数,为今后对纸浆模塑包装结构进行有限元分析,并最终达到用其来指导产品缓冲设计提供了实用实验结果。
3) 对于纸浆模塑材料的粘弹性力学性质、大变形时的力
学性质,及温度和湿度对其力学性质的影响还有待于进一步的研究。
(作者/计宏伟,余本农,平幼妹,邵文泉,藤立军 天津商学院)
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