泡沫颗粒散体和整体集合的准静态压缩力学特性

对颗粒聚苯乙烯（EPS）泡沫单粒及封闭容器中的大量颗粒整体分别进行了不同加载速率下的静态压缩实验，获得相应的压缩应力应变曲线。分析了单颗泡沫颗粒内部气体对材料压缩性能的影响，以及大量颗粒用作包装材料时由于内、外部气体被挤出所引起的密度变化对整体应力应变关系的影响。研究表明EPS泡沫是典型的闭胞材料，单颗颗粒内部气体压力对材料力学行为的影响可以用Ashby等提出的闭胞材料内部气体压力贡献来描述，经过对实验数据拟合，给出了描述单颗材料的考虑颗粒内部封闭气体压力贡献及加载速率影响的本构方程。另一方面，封闭容器里的大量泡沫颗粒的整体力学性能既受颗粒内部气体压力影响，又受颗粒间缝隙气体流动的影响；表观上这种内、外部气体的贡献可以通过材料的表观密度来描述。通过引入整体密度影响因子，定量分析了加载速率对大量颗粒整体的应力应变关系的影响。研究结果对理解大量泡沫颗粒整体的力学性能提供一定的线索。