包装动力学实验指导书

《包装动力学》 实验指导书

包装与材料工程学院包装工程系编制

2010.5

《包装动力学》实验指导书目录

实验一 单自由度系统的自由振动 （必修） 实验二 单自由度系统的强迫振动 （必修） 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 附件一 附件二 附件三

双自由度系统的强迫振动 单自由度系统的脉冲冲击 双自由度系统的脉冲冲击 缓冲材料回弹性的测定 缓冲材料蠕变性的测定 实验预习报告格式 实验报告格式 实验申请预约表

（选修） （选修） （选修） （选修） （选修）

一、测试信号的描述：

1. 信号的时域描述：直接检测或记录到的信号一般是随着时间变化的物理量。这种描述反映信号幅值随时间变化的关系。

2. 信号的频域描述：将检测到的时域描述信号转换成各个频率对应的幅值、相位。这种描述反映信号各频率成分的幅值和相位特征。

3. 周期信号描述的基本数学工具是傅里叶级数，例如无阻尼单自由度系统的自由振动振幅信号。

4. 非周期信号描述的基本数学工具是傅里叶积分，例如包装件跌落冲击信号；有阻尼单自由度系统的自由振动振幅信号。 二、测量系统的组成：

由传感器、信号调理器（激振器）、信号传输器（电荷放大器）、信号处理器、显示记录器等环节组成。

1. 传感器：电涡流传感器——用于测量位移参数

压电传感器——用于测量力、加速度参数。它是利用某些物质的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。

2. 激振器：电动式激振器——根据磁场中载流体受力的原理，线圈将受到与电流成正比的电动力的作用，通过顶杆传到被测物体，就是激振力。 3. 电荷放大器：是高增益带电容反馈的运算放大器 三、测量系统的特性：

1. 静态特性：是在静态测量情况下描述实际测试装置与理想定常线性系统的接近程度。它包括非线性度、灵敏度、分辨力、回程误差、漂移、新造币等定量指标。

2. 动态特性：是指输入量随时间变化时，其输出随输入而变化的关系。可通过拉普拉斯变换建立相应的传递函数，就能描述测试装置的固有动态特性；通过傅里叶变换建立相应的频率响应函数来描述测试系统的特性。

振动力学教学仪：由振动力学试验台和振动力学控制器组成

振动力学试验台 振动力学控制器 左 单双自由度系统 1通道 功率放大器 中 激振器 阻抗头 2通道 扫频信号发生器 右 电磁阻尼器 3通道 电磁控制器 下 电涡流传感器 4通道 位移测量仪 5通道 力测量仪 6通道 加速度测量仪 7通道 加速度测量仪

实验一 单自由度系统的自由振动 一．实验内容

测量单自由度系统自由振动的曲线，观察阻尼对系统的影响。并对曲线进行时域分析，确定其振动频率、周期、固有频率、衰减系数、相对阻尼系数等参数。

二．实验目的

a. 学习安装无阻尼和有阻尼状态下的单自由度系统 b. 学会连接和使用电涡流位移传感器 c. 掌握采集振动试验数据和分析曲线的方法

三．实验原理及实验步骤

1．实验概述

自由振动就是系统在初始激励下所产生的具有周期性的响应振动。 2．实验原理

建立一个单自由度系统，对其进行初始激励，通过位移传感器测试得到其响应振幅曲线，从而直观的了解其自由振动的特性和阻尼对其的影响。 3．仪器结构

振动力学实验系统主要由YE6251振动力学实验仪、YE15000振动力学实验台、激振和传感器、数据采集卡及其采集和分析软件等组成。

1、振动力学实验仪：YE6251Y4位移测量仪、机箱及电源。

2、振动力学实验台：单自由度质量—弹簧—阻尼系统。

3、激振和传感器：CWY-DO-502电涡流式位移传感器。

4、数据采集卡及其采集和分析软件： A/D（D/A）采集卡、系统应用软件由数据采集、数据预处理，时域处理，频域处理、

模态

无阻尼单自由度系统

分析，报告生成、在线帮助等模块组成。 4．实验步骤及仪器操作

⑴单自由度系统的安装： 解除将质量块1的固定块； ⑵磁阻尼器的安装：

在做无阻尼实验时，旋开螺母将定位块向左拉插入质量块1中，使磁阻尼器与质量块2分离，旋紧螺母；

在做有阻尼实验时，旋开螺母将定位块向右拉离质量块1，使磁阻尼器插入质量块2，旋紧螺母； ⑶电涡流传感器的安装：

将电涡流传感器固定在磁性表座上，让传感器头对准质量块1的测量平面；将传感器输出线接入502前置器，连接位移传感器的数据线在前置器上（注意：红线接入VS端，白线接入COM端，蓝线接入OUT端），最后将数据线接入YE6251Y4控制器上的四通道——位移测量仪的IN PUT端上； ⑷位移测量仪的调整：

将位移测量仪的增益调整为×1倍，检波方式调整为直流方式（DC），输出选择调整为测量间隙电压（ORIG），传感器灵敏度调整为与所用的电涡流传感器的灵敏度相同；

⑸电涡流传感器的位置调整：

调节电涡流传感器的测量头距离测量面为1±0.1mm左右（可在位移测量仪的显示屏上看到数据），然后将输出选择调整为测试电压（MODI），并按清零键（ZEOR）对显示屏清零，最后将检波方式调整为峰峰值方式（P-P），按测量范围选择增益进行调整； ⑹打开测试软件： 双击测试软件的图标，打开试验登录输入界面，依次填写内容后按“确定”键进入试验主界面。

⑺试验项目的选择： 选择当前的试验项目，包括系统名称、试验项目名称。选择试验项目后，系统会自动显示本实验的实验向导，

可按照实

验向导的步骤进行实验。

⑻相关参数的设置：

通道参数——选择好试验项目时，系统已经给出一个大致合理的通道设置； 系统参数——采样长度调整为1K；

——采样方式为信号触发； ——采样频率为1000；

⑼观察视图的设置：

按工具栏中的“时间波形”键创建一个时间波形视图； ⑽数据采集：

按工具栏中的“连接设备”键，然后按工具栏中的“开始采集”键，用手轻推质量块1，采集一段信号；对采集到的数据图像进行局部放大，打开双光标，分别放在相邻的两个图像峰值上，记录图像峰值点的纵横坐标；

⑾改变系统的阻尼，重复上述步骤，观察阻尼的变化对系统响应的影响。

四．数据分析：

⑴已知单自由度系统的质量为ｍ1=1.3（kg），弹性系数为k1=44444（N/m），记录图像峰值点的纵横坐标为（x1，y1）和（x2，y2）。

根据振幅A1 y1，A2 y2 由此可得：对数振幅比 ln根据衰减周期T1 x2 x1 由此可得：阻尼系数为n 根据T1 阻尼比为

A1

A2

c

2mT1

n

由此可得：固有园频率 、粘性阻力系数为c 2mn、

根据固有园频率 由此可得：无阻尼单自由度系统的固有频率为f 和T

2

1，将其与理论计算的固有圆频率 0

f0 0 f2

周期T0

1进行比较。

2f

五．实验仪器

振动力学实验系统

实验二 单自由度系统的强迫振动 一．实验内容

用稳态激扰法和正弦扫频法测量单自由度系统强迫振动的幅频曲线，观察阻尼对系统的影响。并确定其固有频率和阻尼系数（半功率点法）。

二．实验目的

a. 学习安装无阻尼状态下的单自由度系统 b. 学会连接和使用压电式传感器

c. 掌握采集振动试验数据和分析曲线的方法

三．实验原理及实验步骤

1．实验概述

强迫振动就是系统在外部激励力的作用下所产生的响应振动。 2．实验原理

建立一个无阻尼单自由度系统，对其进行周期性的外部激励，通过力传感器和加速度传感器测试得到其响应幅频曲线，从而直观的了解其强迫振动的特性。 3．仪器结构

振动力学实验系统主要由YE6251振动力学实验仪、YE15000振动力学实验台、激振和传感器、数据采集卡及其采集和分析软件等组成。

1、振动力学实验仪：YE6251Y2扫频信号发生器、YE6251Y1功率放大器、YE6251Y5力测量仪、两通道YE6251Y6加速度测量仪、机箱及电源。

2、 振动力学实验台：单自由度质量—弹簧—阻尼系统。

3、 激振和传感器：YE15400电动式激振器、CL-YD-331A阻抗头。 4、 数据采集卡及其采集和分析软件： A/D（D/A）采集卡、系统应用软件由数据采集、数据预处理，时域处理，频域处理、模态分析，报告生成、在线帮助等模块组成。

4．实验步骤及仪器操作 稳态激扰实验

⑴单自由度系统的安装：解除质量块1的固定块；

⑵磁阻尼器的安装：做无阻尼实验，旋开螺母将定位块向左拉插入质量块1中，

使磁阻尼器与质量块2分离，旋紧螺母； ⑶阻抗头传感器的安装：

先将M5螺钉旋入激振器端头（一半旋入一半留在外面），再将阻抗头正向旋入M5螺钉，接着将激振器紧固螺钉旋开，把激振器向右旋转90°； 将连接杆的一端旋入单自由度系统，另一端旋入阻抗头，再将两端的紧定螺母并紧； 调整激振器的水平，使激振器、阻抗头、连接杆三者中心在激振器的振动轴线上，旋紧紧固螺钉将激振器固定； ⑷力测量仪的调整： 将阻抗头的F端用数据线连接至控制器的五通道——力测量仪的IN PUT端上；

将力测量仪的增益调整为×1倍，滤波器选择方式调整为LINE，检波方式调整为为真有效值（RMS），传感器灵敏度调整为与所用的阻抗头的力传感器灵敏度相同；

⑸加速度测量仪的调整：

将阻抗头的A端用数据线连接至控制器的六通道——加速度测量仪的IN PUT端上；

将加速度测量仪的增益调整为×1倍，积分选择方式调整为加速度（m/s2），检波方式调整为真有效值（RMS），滤波器选择方式调整为LINE，传感器灵敏度调整为与所用的阻抗头的加速度传感器灵敏度相同； ⑹扫频信号发生器的调整：

按“MANUAL”键，旋转“ADJUST”电位器旋扭调节实验所需的输出频率（稳态激扰频率）；在实验过程中可用“FINE” 旋扭对输出频率进行微调；

将功率放大器的信号输入开关置于“INT”处，输出频率信号直接从内部接入，旋转“ADJUST”电位器旋扭调节输出电流的大小直至可以用于实验记录（输出电流为200～300之间）；

⑺数据采集：

当调节输入频率f时，观察力测量仪的显示屏上的数据应保持稳定F = 2N-3N，记录输入频率f与响应加速度a的数值，填表入下面的表格；

无阻尼单自由度系统的强迫振动实验

注意：在共振点附近时，频率的变化率应尽可能小，这样可以找准共振点和比较准确的计算阻尼。

数据采集完毕后，将功率放大器的信号输入开关置于“EXT”处，并将“ADJUST”电位器旋扭旋至输出频率为最小； 正弦扫频实验

⑴单自由度系统的安装：解除质量块1的固定块；

⑵磁阻尼器的安装：做无阻尼实验，旋开螺母将定位块向左拉插入质量块1中，使磁阻尼器与质量块2分离，旋紧螺母； ⑶阻抗头传感器的安装：

先将M5螺钉旋入激振器端头（一半旋入一半留在外面），再将阻抗头正向旋入M5螺钉，接着将激振器紧固螺钉旋开，把激振器向右旋转90°；

将连接杆的一端旋入单自由度系统，另一端旋入阻抗头，再将两端的紧定螺母并紧；

调整激振器的水平，使激振器、阻抗头、连接杆三者中心在激振器的振动轴线上，旋紧紧固螺钉将激振器固定； ⑷力测量仪的调整：

将阻抗头的F端用数据线连接至控制器的五通道——力测量仪的IN PUT端上；

将力测量仪的增益调整为×1倍，滤波器选择方式调整为LINE，检波方式调整为真有效值（RMS），传感器灵敏度调整为与所用的阻抗头的力传感器灵敏度相同； ⑸加速度测量仪的调整：

将阻抗头的A端用数据线连接至控制器的六通道——加速度测量仪的IN PUT端上；

将加速度测量仪的增益调整为×1倍，积分选择方式调整为加速度（m/s2），检波方式调整为真有效值（RMS），滤波器选择方式调整为LINE，传感器灵敏度调整为与所用的阻抗头的加速度传感器灵敏度相同； ⑹扫频信号发生器的调整：

按“UPPER”键，按“UP”或“DOWN”键用于调节上限频率的大小；按“LOWER”键，按“UP”或“DOWN”键用于调节下限频率的大小（范围为10～60Hz）；调节“SWEPT”电位器旋扭调节扫频速度；按“AUTO”键，输出频率信号在上下限频率之间以设定的扫频周期扫频输出。

注：上下限频率是分档调节的，既可长按键连续调节，也可点按调节。在点按调节时可能第一次调节会反向调节。

将功率放大器的信号输入开关置于“INT”处，输出频率信号直接从内部接入，旋转“ADJUST”电位器旋扭调节输出电流的大小直至可以用于实验记录（输出电流为200～300之间）；

⑺打开测试软件：双击测试软件的图标，打开试验登录输入界面，依次填写内容后按“确定”键进入试验主界面。

⑻试验项目的选择：选择当前的试验项目，包括系统名称、试验项目名称。选择试验项目后，系统会自动显示本实验的实验向导，可按照实验向导的步骤进行实验。

⑼相关参数的设置： 通道参数——选择好试验项目时，系统已经给出一个大致合理的通道设置；

系统参数——采样频率为200；采样长度为4；采样方式为随机采样； ⑽观察视图的设置： 按工具栏中的“时间波形”键创建两个时间波形视图和一个传递函数分析视图；在传递函数分析视图上按鼠标右键，打开弹出菜单；点击“设置”打开“传函分析设置”对话框；将输入通道设为5，输出通道设为6，各通道的显

示窗函数设为“汉宁窗”，谱线数设为800，分析长度设为4K，然后按“确认”键关闭对话框；

⑾数据采集：

按工具栏中的“连接设备”键，然后按工具栏中的“开始采集”键，将功率放大器的信号输入开关置于“INT”处，输出频率信号直接从内部接入，旋转“ADJUST”电位器旋扭调节输出电流的大小，观察力测量仪的显示屏上的数据应保持稳定F =2N-3N；

采集一段正弦扫频信号，数据采集结束后，将功率放大器的信号输入开关置于“EXT”处；

⑿数据采集后，将传递函数分析视图开到最大化，光标在视图中点击鼠标右键，打开下拉菜单，点击“数据标注”中的“标注频率阻尼”选项，然后用光标找到共振的最高点，点击鼠标右键，点击“数据标注”中的“标注当前位置”选项，即可显示测试结果；

四．数据分析：

⑴根据稳态激扰实验采集数据，绘出加速度—频率曲线；

⑵已知单自由度系统的质量为ｍ1=1.3（kg），弹性系数为k1=44444（N/m）。外部激振力F0 1N，外部激振方程为y ymsinpt，系统响应振幅方程为

x xt ； p msin

那么：已知激振频率为f；根据共振时的频率比 有频率fm；

已知系统响应加速度axm；激振力作用在系统上的静变形为ym 度为aym ymp2，可以计算出放大系数

F0

，激振加速k1

f

1，可以得知系统的固fm

axm

，从而可以绘出 幅频曲线。 aym

根据共振时的频率比 0 1时，放大系数 max可以从曲线图中查出；

1

根据 max ，可以计算出 ；进而可以计算出阻尼系数n

2 ⑶将计算出的数据绘制幅频（β—λ）曲线；

⑷将计算出的共振频率和阻尼系数，与扫频实验的实验结果进行比较分析。

五．实验仪器

振动力学实验系统

实验三 双自由度系统的强迫振动 一．实验内容

用稳态激扰法和正弦扫频法测量双自由度系统强迫振动的幅频曲线，观察阻尼对系统的影响。并分别确定两个自由度系统的固有频率和阻尼系数。

二．实验目的

a. 学习安装无阻尼状态下的双自由度系统 b. 学会连接和使用压电式传感器

c. 掌握采集振动试验数据和分析曲线的方法

三．实验原理及实验步骤

1．实验概述

强迫振动就是系统在外部激励力的作用下所产生的响应振动。 2．实验原理

建立一个双自由度系统，对其进行周期性的外部激励，通过力传感器和加速度传感器测试得到其响应幅频曲线，从而直观的了解其强迫振动的特性和阻尼对其的影响。

3．仪器结构

振动力学实验系统主要由YE6251振动力学实验仪、YE15000振动力学实验台、激振和传感器、数据采集卡及其采集和分析软件等组成。

振动力学实验仪：YE6251Y2扫频信号发生器、YE6251Y1功率放大器、YE6251Y5力测量仪、两通道YE6251Y6加速度测量仪、机箱及电源。

振动力学实验台：两自由度质量—弹簧—阻尼系统

激振和传感器：YE15400电动式激振器、CL-YD-331A阻抗头、CA-YD-107压电式加速度传感器。

数据采集卡及其采集和分析软件： A/D（D/A）采集卡、系统应用软件由数据采集、数据预处理，时域处理，频域处理、模态分析，报告生成、在线帮助等模块组成。

4．实验步骤及仪器操作

⑴双自由度系统的安装：解除质量块1和质量块2的固定块； ⑵质量块2的加速度传感器的安装：

先将M5螺钉旋入质量块2的相应螺孔处（一半旋入一半留在外面），再将加速度传感器旋入M5螺钉； ⑶加速度测量仪的调整：

将加速度传感器用数据线连接至控制器的七通道——加速度测量仪的IN PUT端上；

将加速度测量仪的增益调整为×1倍，积分选择方式调整为加速度（m/s2），检波方式调整为真有效值（RMS），滤波器选择方式调整为LINE，传感器灵敏度调整为与所用的阻抗头的加速度传感器灵敏度相同； ⑷其余安装方法、实验方法及要求与实验二相同。

四．数据分析：

⑴根据稳态激扰实验采集数据，分别绘出两个质量块的加速度—频率曲线； ⑵已知质量块1的质量为ｍ1=1.3（kg），弹性系数为k1=44444（N/m）；质量块2的质量为ｍ1=1.3（kg），弹性系数为k1=44444（N/m）。外部激振力F0 1N，外部激振方程为y ymsinpt，系统响应振幅方程为x xmsin pt ；

f

那么：已知激振频率为f；根据共振时的频率比 1，分别可以得知两个

fm

自由度系统的固有频率fm1、fm2；

F

已知系统响应加速度axm；激振力作用在系统上的静变形为ym 0，激振加速

k1

a

度为aym ymp2，可以计算出放大系数 xm，从而可以绘出 幅频曲线。

aym

根据共振时的频率比 0 1时，放大系数 max可以从曲线图中查出；

1

根据 max ，可以计算出 ；进而可以计算出阻尼系数n

2 ⑶将计算出的数据分别绘制两个系统的幅频（β—λ）曲线；

⑷将计算出的共振频率和阻尼系数，与扫频实验的实验结果进行比较分析。

五．实验仪器

振动力学实验系统

实验四 单自由度系统的冲击激励 一．实验内容

用冲击激励法测量单自由度系统的频率响应函数，并确定其固有频率和阻尼系数。

二．实验目的

a. 学习安装无阻尼和有阻尼状态下的单自由度系统 b. 学会连接和使用小力锤及选用相应的压电式传感器 c. 掌握采集冲击试验数据和分析曲线的方法

三．实验原理及实验步骤

1．实验概述

2．实验原理

建立一个单自由度系统，对其进行冲击激励，通过位移传感器测试得到其响应振幅曲线，从而直观的了解其特性和阻尼对其的影响。 3．仪器结构

振动力学实验系统主要由YE6251振动力学实验仪、YE15000振动力学实验台、激振和传感器、数据采集卡及其采集和分析软件等组成。

振动力学实验仪：YE6251Y4位移测量仪、YE6251Y5力测量仪、两通道YE6251Y6加速度测量仪、机箱及电源。

振动力学实验台：单自由度质量—弹簧—阻尼系统。

激振和传感器：LC-01A冲击力锤（含CL-YD-303A力传感器）、CWY-DO-502电涡流式位移传感器。

数据采集卡及其采集和分析软件： A/D（D/A）采集卡、系统应用软件由数据采集、数据预处理，时域处理，频域处理、模态分析，报告生成、在线帮助等模块组成。

4．实验步骤及仪器操作

⑴仪器的安装：单自由度系统、磁阻尼器、电涡流传感器及位置调整、位移测

量仪的安装与实验一完全相同；

⑵力测量仪的调整：选择小力锤的锤头，并用数据线连接至控制器的五通道——力测量仪的IN PUT端上；

将力测量仪的增益调整为×1倍，滤波器选择方式调整为LINE，检波方式调整为为真有效值（RMS），传感器灵敏度调整为与所用的阻抗头的力传感器灵敏度相同；

⑶打开测试软件：

双击测试软件的图标，打开试验登录输入界面，依次填写内容后按“确定”键进入试验主界面。

⑷试验项目的选择： 选择当前的试验项目，包括系统名称、试验项目名称。选择试验项目后，系统会自动显示本实验的实验向导，可按照实验向导的步骤进行实验。 ⑸相关参数的设置：采样频率为500；采样长度为2；采样方式为信号触发；

⑹观察视图的设置：打开一个传递函数分析视图，将激励通道设置为4，响应通道设置为5，显示窗函数设为“指数窗”，谱线数设为“800”，Y轴设置设为“对数坐标”。

⑺数据采集：用力锤轻敲质量块，采集一段信号。

⑻改变系统的阻尼，重复上述步骤，观察阻尼的变化对系统响应的影响。 注意：让质量块自由衰减时所给的力应对准质量块的中心位置，否则波形可能畸变。

四．实验仪器

振动力学实验系统

实验五 双自由度系统的冲击激励 一．实验内容

用冲击激励法测量双自由度系统的频率响应函数，并确定其固有频率和阻尼系数。

二．实验目的

a. 学会连接和使用小力锤及选用相应的压电式传感器 b. 掌握采集冲击试验数据和分析曲线的方法

三．实验原理及实验步骤

1．实验概述

2．实验原理

建立一个双自由度系统，对其进行冲击激励，通过位移传感器测试得到其响应振幅曲线，从而直观的了解其特性和阻尼对其的影响。 3．仪器结构

振动力学实验系统主要由YE6251振动力学实验仪、YE15000振动力学实验台、激振和传感器、数据采集卡及其采集和分析软件等组成。

振动力学实验仪：YE6251Y4位移测量仪、YE6251Y5力测量仪、两通道YE6251Y6加速度测量仪、机箱及电源。

振动力学实验台：两自由度质量—弹簧—阻尼系统。

激振和传感器：LC-01A冲击力锤（含CL-YD-303A力传感器）、CWY-DO-502电涡流式位移传感器、CA-YD-107压电式加速度传感器。

数据采集卡及其采集和分析软件： A/D（D/A）采集卡、系统应用软件由数据采集、数据预处理，时域处理，频域处理、模态分析，报告生成、在线帮助等模块组成。

4．实验步骤及仪器操作

⑴仪器的安装：双自由度系统、磁阻尼器、电涡流传感器及位置调整、位移测量仪的安装与实验三完全相同；

⑵数据采集与分析要求与实验四相同。

四．实验仪器

振动力学实验系统

实验六 缓冲材料回弹性的测定

一．实验内容

掌握缓冲材料回弹性能的测试方法

二．实验目的

a．熟悉仪器的原理及使用方法，学习分析实验结果

b．掌握国家标准测试方法，了解和分析试验产生误差的原因

三．实验原理及实验步骤

1．实验概述 缓冲包装

是在产品外表周围放上能吸收外部振动和冲击的材料，以使产品不受损伤的包装方法。 缓冲材料

主要有泡沫类、纤维类、碎屑类、橡胶类、弹簧类等，其具有良好的吸收性能、回弹性、抗蠕变性，并且化学性能稳定。

缓冲材料回弹性能实验主要用于评定缓冲材料在受压和去除压力后材料厚度的变化特性。

2．实验原理

回弹性是指缓冲材料在卸载后恢复原有形状和尺寸的能力。

利用万能材料试验机对试样施加一定载荷，使试样产生20%的变形，加载24小时。卸载后3分钟测量试样的厚度。

3．仪器结构

万能材料试验机由电气控制及机械两部分组成。 机械部分：工作台、传动机构、上压板等组成。 电气控制部分：电器控制器、压力传感器、信号接收器、电脑、打印机等组成。 4．实验步骤：

万能材料试验机 0.1mm，① 试样的采集：试样尺寸为100×100 mm。试样各处高度相差不大于

两端面与主轴必须垂直。每组试样不少于5个。

② 环境预处理：在标准环境温湿度(23℃±2℃，50% ±2%)下进行状态调节，时间为24小时。

③ 测试试样厚度：在试验样品的上表面上放置一块平整的刚性平板，使试验样品受到0.2士0.02kPa的压缩载荷。30s后在载荷状态下测量试样四角的厚度，求出平均值（T）（精确到0.1mm）。

④ 调整试验机的速度为12±3mm/min。把试样放在压板之间，保证试样两端面与压板表面平行。

⑤ 沿厚度方向对试样进行加载至变形量为原厚度的65%，卸载5min后按第③步的方法测量试样的厚度，作为试验样品压缩恢复后的厚度(Ti)。

⑥数据处理：

T Ti

100% 回弹率 H T其中：Ti——卸载后试样的厚度

四．实验仪器。

万能材料试验机

五．思考题

1. 缓冲包装材料的回弹性受到哪些因素的影响？

实验七 缓冲材料蠕变性的测定

一．实验内容

掌握缓冲材料蠕变性能的测试方法

二．实验目的

a．熟悉仪器的原理及使用方法，学习分析实验结果

b．掌握国家标准测试方法，了解和分析试验产生误差的原因

三．实验原理及实验步骤

1．实验概述 缓冲包装

是在产品外表周围放上能吸收外部振动和冲击的材料，以使产品不受损伤的包装方法。 缓冲材料

主要有泡沫类、纤维类、碎屑类、橡胶类、弹簧类等，其具有良好的吸收性能、回弹性、抗蠕变性，并且化学性能稳定。

缓冲材料蠕变性能实验主要用于评定在一段时间内，对缓冲材料施加恒定静压力后，缓冲材料厚度对时间的变化特性。

2．实验原理

蠕变是在长时间的静压力下试样随时间的增长而变形的现象.

根据预定变形量确定所需载荷，平稳施加在试样上。60秒后测量其厚度做为原始厚度。然后分别记录加载6min、1h、24h、96h、168h，卸载30s、30min、24h时试样的厚度。

3．仪器结构

万能材料试验机由电气控制及机械两部分组成。

机械部分：工作台、传动机构、上压板等组成。 电气控制部分：电器控制器、压力传感器、信号接收器、电脑、打印机等组成。 4．实验步骤：

① 试样的采集：试样尺寸为100×100 mm，两端面与主轴必须垂直。每组试样不少于5个。 时间为24小时。

③ 测试试样厚度：在试验样品的上表面上放置一块平整的刚性平板，使试验样品受到0.2士0.02kPa的压缩载荷。30s后在载荷状态下测量试样四角的厚度，求出平均值（T）（精确到0.1mm）。

④ 调整试验机的速度为12±3mm/min。把试样放在压板之间，保证试样两端面与压板表面平行。

⑤ 根据预定的应变量来确定所需的压缩载荷，将确定的载荷平稳地压在试样上，载荷施加60±5s后，在加载状态下，按第③步的方法测量试样的厚度，作为试样加载下的初始厚度（Ti）。

⑥ 在施加载荷6min、1h、24h、96h、168h时，以及在其他任何所需时间上测量加载状态下的试验样品厚度，作为规定时间间隔时的试验样品厚度（Td）， 通过数据处理绘出蠕变—时间曲线。

⑦ 卸载后30s、30min、24h时按③步的方法测量试样的厚度，作为材料恢复厚度（Tr）。

⑧ 数据处理：

T Td

100% 其中：Td——规定时间间隔内试样厚度 蠕变性 c TT Tr

100% 其中：Tr——卸载24h后试样的厚度 残余应变 r T在初始厚度基础上计算蠕变 c

② 环境预处理：在标准环境温湿度(23℃±2℃，50% ±2%)下进行状态调节，

万能材料试验机

Ti Td

100% 其中：Ti——预压后试样厚度 Ti

四．实验仪器。

万能材料试验机

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