Вспененный полиэтилен трубки: Трубки из вспененного полиэтилена: характеристики и цены

Содержание

Трубки из вспененного полиэтилена с толщиной изоляции 20 мм

Типовые решения

  • Водяные системы подогрева площадок можно применять как для устройства газонов и футбольных полей, так и для устройства систем антиобледенения кровли.


    Система снеготаяния
  • С развитием производства новых материалов и технологий совершенствуются и системы отопления. Теперь вы можете создать комфортные условия в доме или квартире как самостоятельно, так и с помощью наших специалистов.


    Системы отопления
  • Представить свое жилье без водопровода сегодня невозможно. Правильно организованная система водоснабжения обеспечит эффективную эксплуатацию на долгие годы.


    Системы водоснабжения
  • Наиболее популярная сегодня система отопления зданий и помещений, обеспечивающая комфорт и эстетичность.


    Теплый пол
  • От особенностей устройства системы полива или орошения зависит и ваш будущий урожай на дачном участке, и красота ландшафтного дизайна вашего коттеджа.


    Система полива
  • Водяные системы подогрева площадок можно применять как для устройства газонов и футбольных полей, так и для устройства систем антиобледенения кровли.


    Система снеготаяния
  • С развитием производства новых материалов и технологий совершенствуются и системы отопления. Теперь вы можете создать комфортные условия в доме или квартире как самостоятельно, так и с помощью наших специалистов.


    Системы отопления
  • Представить свое жилье без водопровода сегодня невозможно. Правильно организованная система водоснабжения обеспечит эффективную эксплуатацию на долгие годы.


    Системы водоснабжения
  • Наиболее популярная сегодня система отопления зданий и помещений, обеспечивающая комфорт и эстетичность.


    Теплый пол
  • От особенностей устройства системы полива или орошения зависит и ваш будущий урожай на дачном участке, и красота ландшафтного дизайна вашего коттеджа.


    Система полива

Трубки из вспененного полиэтилена — Статьи

просмотров.

Трубки из вспененного полиэтилена — это универсальная готовая продукция, для изготовления которой используется пенополиэтилен. С их помощью осуществляется изоляция труб. Обладая высокой гибкостью, упругостью и эластичностью, они хорошо облегают трубчатые изделия и полностью обеспечивают их шумоизоляцию, пароизоляцию, защищают от влаги и перепадов температуры (используются в диапазоне от — 80 до + 110 градусов). При этом материал с легкостью разрезается и при этом не разрушается.

 

Области и методы применения

Имея ячеистую закрытую структуру, данный вид продукции имеет достаточно широкий диапазон применения как изоляция в отопительном, холодильном и канализационном оборудовании, холодном и горячем водоснабжении, кондиционных и вентиляционных системах. Часто используется для изоляции каких-либо бытовых предметов (например, для защиты телевизионных кабелей или систем видеонаблюдения).

 

Применять такой способ изоляции возможно в различных зданиях (жилых, общественных, промышленных, складских) как внутри, так и снаружи. Трубками из вспененного полиэтилена изолируют как новые, так и уже эксплуатирующиеся изделия различного состава (например, медные, стальные, пластиковые).

 

Монтажные работы с материалом отличаются своей простотой, провести теплоизоляцию труб может даже человек никогда не занимающийся такими занятиями.

Монтаж производится с соблюдением следующего порядка действий:

  1. Нужно разрезать шов трубки.
  2. Надеть ее на трубы.
  3. Шов заклеивается техническим скотчем или специальным клеем.

При соблюдении технологии изготовления данный продукт экологичен и абсолютно безопасен как для здоровья людей, так и для атмосферы. Следует отметить и его высокий коэффициент прочности, коррозийную устойчивость, что повышает долговечность эксплуатации. Также производятся трубки со специальным полимерным покрытием, которое придает им дополнительную защиту от ультрафиолетовых лучей, механических повреждений, что положительно влияет на продолжительность их работы.

 

Трубки из вспененного полиэтилена имеют очень широкий размерный ряд, что обеспечивает удобство их использования. Из вспененного полиэтилена изготавливаются также жгуты с различным диаметром, которые применяют в строительстве, чтобы обеспечить герметизацию межпанельным швам. Их можно использовать на различных материалах: кирпиче, бетоне, гипсе, дереве, песчано-бетонном растворе, стекле. В комплекте с изделиями выпускаются приспособления, обеспечивающие их фиксацию. Это позволяет использовать трубки на различных поверхностях.

 

Трубка вспененный полиэтилен SUPER 35/13 L=2м Тмакс=95°C серый Energoflex EFXT035132SU

Адгезионное покрытие:

Нет

Внутренний диаметр изоляции:

35

Водопоглощение [ГОСТ 32301-2011]:

0.06 кг/м2

Группа горючести [ТР №123-ФЗ от 22.07.2009, ГОСТ 30244]:

Г1, слабогорючие

Диаметр изолируемых труб:

Ду 25 (Дн 32-35)

Инженерная система:

Водоснабжение, Водоотведение, Отопление, Тепловые пункты, Санитарные узлы, Пожаротушение

Коррозионная безопасность:

стойки к агрессивным строительным материалам – цементу, бетону, гипсу, извести

Коэффициент теплопроводности, при 10 oC [ГОСТ 7076-99]:

0.038 Вт/(мoC)

Коэффициент теплопроводности, при 20 oC [ГОСТ 7076-99]:

0.039 Вт/(мoC)

Коэффициент теплопроводности, при 30 oC [ГОСТ 7076-99]:

0.04 Вт/(мoC)

Максимальная рабочая температура:

+95°C

Масса нетто:

0.12 кг

Минимальная рабочая темперетура:

-40 °C

Наименование производителя:

Трубка ENERGOFLEX SUPER 35/13-2

Плотность:

25+/-5 кг/м3

Примечание:

Трубки из полиэтиленовой пены с закрытой ячеистой структурой Super идеально подходят для тепло- и шумоизоляции внутренних инженерных систем.

Сопротивление диффузии водяного пара [ГОСТ 32303-2011]:

4000

Страна происхождения:

Россия

Строительная длина:

2 м

Тип изолируемой трубы:

Труба стальная ВГП, Труба стальная электросварная, Труба медная сантехническая, Труба полипропиленовая напорная PP-R, Труба металлопластиковая, Труба из сшитого полиэтилена PEX

Толщина изоляции:

13 мм

Экологическая безопасность:

не содержит хлорфторуглеводородов

Надежная и тканая изоляционная трубка из вспененного полиэтилена Вдохновляющие коллекции

О продуктах и ​​поставщиках:
 Если вы с нетерпением ждете покупки надежной и качественной изоляционной трубки из вспененного полиэтилена  , остановите свой поиск здесь на Alibaba.com и взгляните на массивная коллекция. Длинный список изоляционных трубок из пенополиэтилена   на объекте указывает на то, что вам нужен особый процесс изоляции, а отзывы покупателей свидетельствуют об эффективности продуктов.Эти изделия доступны в различных качествах и сотканы для обеспечения оптимальных изоляционных свойств. Изоляционная трубка из пенополиэтилена  , предлагаемая на сайте, идеально подходит для любого типа промышленного или коммерческого использования и имеет более высокую устойчивость к нагреванию. Ведущие поставщики и оптовые торговцы на сайте предлагают эти продукты по разумным ценам. 

Различное количество изоляционных трубок из пенополиэтилена , доступных на площадке, изготовлено из прочных материалов, таких как алюминиевая фольга, стекловолокно, полиэтилен, тканый материал и др., Чтобы обеспечить более длительный срок службы, надежность и максимальную устойчивость к высоким температурам.Выберите из огромной коллекции изоляционных трубок из вспененного полиэтилена , которые не только теплоизолируют, но также обладают множеством других уникальных характеристик и служат вашим целям с превосходной эффективностью. Изоляционная трубка из пенополиэтилена применима к металлам, крышам, пластмассам, тканям и многим другим материалам в зависимости от ваших требований.

Alibaba.com предлагает несколько изоляционных трубок из пенополиэтилена различных размеров, цветов, форм, дизайнов и качеств в зависимости от конкретных требований и выбранных вами моделей.Эти продукты экологически чистые и обычно используются на заводах для различных теплоизоляционных нужд. Выберите из различных изоляционных трубок из пенополиэтилена , которые являются водонепроницаемыми и термостойкими, например теплоизоляционные перчатки, фольгу, кровельные листы и многое другое. Эти изоляционные трубки из пенополиэтилена помогут даже избавиться от холода зимой.

Alibaba.com предлагает возможность проверить различные варианты изоляционных трубок из пенополиэтилена и получить эти продукты в рамках вашего бюджета.Эти продукты сертифицированы ISO и доступны как OEM-заказы. Вы можете удовлетворить различные потребности в настройке, когда заказываете их оптом.

ИЗОЛЯЦИЯ ДЛЯ ТРУБ ПОЛИЭТИЛЕНА | НА Япы

Детали изоляции полиэтиленовых труб

Высококачественный вспененный полиэтилен с очень легкой структурой закрытых ячеек.
Плотность 25-38 кг / м3. Применяется при температуре от -80 ° C до 95 ° C.
Благодаря новейшим технологиям, пригоден для вторичной переработки и вспенен без H (C) FC
Благодаря своим превосходным физическим характеристикам без колебаний предпочитается экспертами в важных проектах
Сохранение изоляционных свойств на протяжении длительного срока службы установки λ (FRZ) ≤ 0,040 Вт / мК, λ (ZZ) ≤ 0,050 Вт / мК (Δt = 40 ° C) DIN 52613.
Самозатухание и гарантированные физические свойства благодаря исследованиям по контролю качества, включая методы испытаний B1 DIN 4102, которые постоянно контролируются независимыми немецкими институтами. (действительно только для продуктов FRZ)
Защита внешней поверхности за счет структуры с закрытыми ячейками Отличная стойкость к водяному пару, μ ≥ 3,500 DIN 52615
Превосходная экономия энергии и контроль конденсации
Нейтрально, без запаха и без выделения ядовитых газов
Без водопоглощения, гниения или образование плесени
Поглощение вибрации и звука, вызванных давлением
Отсутствие воздействия растворителей и промышленных смазок, подтвержденных испытаниями с использованием методов испытаний ASTM 543-56 T
Хорошая гибкость, легкость резки, быстрая и легкая установка при переходах через стены и потолок и отводы поворотные
С широким ассортиментом продукции эффективное и экономичное решение для всех изоляционных материалов

Используется для изоляции медных, железных и пластиковых (полиэтиленовых или полипропиленовых) труб в системах центрального отопления, солнечной энергетики, радиаторов и систем охлаждения

Признан во всем мире.Изоляционные трубы Thermaflex PE производятся с толщиной стенки 6 мм, 10 мм, 15 мм, 20 мм и 30 мм. По специальному заказу, в зависимости от количества заказа, могут быть изготовлены стенки различной толщины.

Применение изоляции полиэтиленовых труб

  • медь
  • труба железо-пластиковая
  • центральное отопление
  • солнечная энергия
  • радиатор
  • системы охлаждения

Галерея изоляционных материалов для полиэтиленовых труб


WHEATON® Белая завинчивающаяся крышка из полипропилена, вспененный полиэтиленовый вкладыш с ПТФЭ, 53-400

Винтовая крышка WHEATON® из белого полипропилена, вспененный полиэтиленовый вкладыш с ПТФЭ, 53-400 | DWK Науки о жизни

Похоже, в вашем браузере отключен JavaScript. Для наилучшего взаимодействия с нашим сайтом обязательно включите Javascript в своем браузере.

  • Белая завинчивающаяся крышка из полипропилена обеспечивает прозрачную поверхность для надписей на крышке
  • Поливиниловые вкладыши обеспечивают отличный барьер для влаги, могут использоваться со слабыми кислотами, щелочами, растворителями и спиртами. кислоты, щелочи, растворители, спирты, масла, бытовая косметика и водные продукты.Отлично подходит для проб окружающей среды, фармацевтических препаратов и диагностических реагентов.
  • Футеровка из вспененного полиэтилена с покрытием из ПТФЭ обеспечивает превосходную химическую стойкость, идеально подходит для использования с химическими веществами высокой чистоты, сильными кислотами и растворителями.
  • Силиконовый вкладыш с покрытием из ПТФЭ состоит из 0,055 дюйма (1,4 мм) силикона и 0,005 дюйма (0,14 мм) ПТФЭ. Идеально подходит для хранения и извлечения летучих растворителей, чувствительных соединений и агрессивных химикатов.
Обзор продукта

Используйте эти колпачки со стеклянными бутылками или флаконами WHEATON® или других производителей.

Технические характеристики

Характеристики
Цвет Белый
Резьба 53-400
Материал Полипропилен
Материал крышки Полипропилен
Материал футеровки Вспененный полиэтилен с покрытием из PTFE
Тип крышки Solid Top
Автоклавируемый
Кол-во 72
Обзор продукта

Используйте эти колпачки со стеклянными бутылками или флаконами WHEATON® или других производителей.

Технические характеристики

Характеристики
Цвет Белый
Резьба 53-400
Материал Полипропилен
Материал крышки Полипропилен
Материал футеровки Вспененный полиэтилен с покрытием из PTFE
Тип крышки Solid Top
Автоклавируемый
Кол-во 72
{{/ thumbnail_url}} {{{_highlightResult.name.value}}}

{{#categories_without_path}} в {{{category_without_path}}} {{/ category_without_path}} {{# _highlightResult.color}} {{# _highlightResult.color.value}} {{#categories_without_path}} | {{/ category_without_path}} Цвет: {{{_highlightResult.color.value}}} {{/_highlightResult.color.value}} {{/ _highlightResult.цвет}}

Различия между полиэтиленом и полиуретаном

Полиэтилен и полиуретан — это два типа пластмассовых материалов, используемых для производства широкого спектра товаров, включая обычные потребительские товары. Однако есть некоторые явные различия между этими материалами как по химическому составу, так и по способам их использования.

Полиэтилен

Полиэтилен — один из наиболее широко используемых пластичных полимеров. На самом деле, когда большинство людей описывают что-то как сделанное из общего термина «пластик», скорее всего, они описывают полиэтилен.Полиэтилен используется для производства таких предметов, как хозяйственные сумки, игрушки, бутылки с шампунем и даже пуленепробиваемые жилеты. По химическому составу полиэтилен — самый простой из всех коммерческих полимеров. Он состоит из длинной цепочки атомов углерода с двумя атомами водорода, прикрепленными к каждому атому углерода.

Полиуретан

Полиуретан обычно используется для производства пенопласта, такого как пеноматериал, используемый в мягкой мебели. Однако полиуретан также является очень универсальным полимером. Помимо пены, полиуретан может быть волокном и эластомером из-за своих эластичных свойств.Полиуретан используется для производства красок и клеев. Он также является ключевым компонентом спандекса и лайкры, эластичных искусственных материалов, обычно используемых в одежде.

Происхождение

Полиэтилен был открыт в 1933 году Реджинальдом Гибсоном и Эриком Фосеттом, двумя исследователями из британской промышленной фирмы Imperial Chemical Industries. Помимо низкой стоимости производства полиэтилена, этот материал также оказался гибким, прочным и стойким к химическим веществам. Полиуретан был изобретен несколькими годами позже доктором.Отто Байер в Германии. После окончания Второй мировой войны полиуретан стал широко использоваться в выдувных формах для матрасов, обивки мебели и изоляции.

Различия

Полиэтилен представляет собой термопластичную смолу, что означает, что предмет, сделанный из этого материала, может быть переработан, расплавлен и преобразован в другую форму. С другой стороны, полиуретан представляет собой термореактивную смолу, что означает, что две части, смешанные вместе, образуют химическую цепочку. После того, как полиуретан затвердеет, процесс уже нельзя будет отменить.Это означает, что что-то из полиуретана не может быть переплавлено и преобразовано в другое изделие.

Пенополиэтилен низкой плотности (Пенополиэтилен), области применения и применения

Обычной классификацией полиэтилена, часто используемой в обрабатывающей промышленности, является пенополиуретан низкой плотности (Пенополиэтилен). Полиэтилен, сокращенно PE, является наиболее часто используемым типом пластика и состоит из мономеров этилена, связанных вместе. Когда мономеры полимеризуются, они связываются вместе, образуя стабильный термопласт, но разные методы полимеризации дают разные виды полиэтилена.Таким образом, характеристики полиэтилена сильно зависят от процесса полимеризации и могут быть разделены на несколько категорий в зависимости от таких свойств, как плотность и разветвленность.

Пенополиэтилен низкой плотности

Пенополиуретан низкой плотности (пенополиэтилен)

Изображение предоставлено: Shutterstock / Alex_Alekseev

Подобно базовому этилену, который обладает высокой химической стойкостью, полиэтилен низкой плотности (LDPE) обладает схожими характеристиками. Структура пенопласта с закрытыми порами не является ни полностью твердой, ни полностью гибкой, скорее, она предполагает полужесткую структуру.Однако даже в полужесткой форме пенополиэтилен может иметь различные текстуры, выглядеть мягкими, как уретановые пены, или более твердыми, как некоторые пенополистиролы. Существует два основных типа пен с низкой плотностью, которые можно отличить друг от друга по процессу их образования.

Экструдированный пенополиэтилен низкой плотности

Процесс производства экструдированного пенополиэтилена низкой плотности является непрерывным. Полиэтилен плавится до плавления, затем смешивается с галогенированным углеводородом, который служит вспенивающим агентом.Смешивание проводится под высоким давлением, затем подается в контролируемый, нагретый шнековый экструдер и вытесняется через отверстие фильеры. Когда смесь выходит через отверстие фильеры, изменение давления в атмосфере заставляет газ внутри смеси расширяться, в то время как смесь охлаждается и затвердевает. В результате получается твердый полиэтилен с пенообразователем, распределенным по ячейкам материала.

Пенополиэтилен низкой плотности с поперечными связями

Процесс сшивания может быть непрерывным или производиться партиями, но он несколько ограничен тем, что с помощью химического сшивания можно получить только планки из полиэтилена.(В других процессах могут образовываться конечные продукты с другими размерами.) При химическом сшивании полиэтиленовая пена создается партиями. Твердый химический сшивающий агент подвергается воздействию температуры, при которой он смешивается с твердым полиэтиленом. Затем смешанный результат подвергается воздействию еще более высокой температуры, чтобы вызвать сшивание между агентом и полиэтиленом. По достижении сшивки снова повышают температуру, чтобы вызвать вспенивание. Пенополиэтилен с радиационной сшивкой производится непрерывным способом.

Как экструдированный, так и сшитый пенополиэтилен низкой плотности очень похожи друг на друга, их основное различие состоит в размере ячеек — сшитый пенопласт имеет меньшие ячейки, чем экструдированный пенопласт. Сшитая пена обычно мягче, чем экструдированная пена, и несколько более однородна. Однако в химически сшитой пене однородность партии неоднородна. Однако в экструдированных сшитых партиях однородность обычно лучше.

Пена низкой плотности — Области применения

Пенополиэтилен низкой плотности

имеет множество применений из-за его многих желаемых свойств, включая водостойкость, химическую стойкость, поглощение энергии, плавучесть и амортизацию.Прочность на сжатие выше у более плотных пен и уменьшается с уменьшением плотности. Пенопласты с низкой плотностью имеют тенденцию к более ползучести при сжатии, что означает, что они со временем становятся менее толстыми, чем пены с более высокой плотностью.

Электрические материалы часто используют пенополиэтилен низкой плотности, потому что он хорошо подходит для приложений, требующих диэлектрической прочности и постоянства. Кроме того, многие приложения, которые должны выполняться в присутствии воды, также зависят от пенополиэтилена из-за его высокой водостойкости и плавучести.Упаковочная промышленность использует упаковку из вспененного полиэтилена низкой плотности для защиты продуктов, поскольку она поглощает энергию и может действовать для достижения различных уровней амортизирующей защиты в зависимости от точной плотности вспененного материала. Свойства химической стойкости этиленовой пены также позволяют ей противостоять распространенным причинам деградации. Однако воздействие ультрафиолетового солнечного света в течение длительного периода времени может вызвать некоторое ухудшение характеристик.

Прочие изделия из пластмасс

Другие изделия из пластмассы и резины

Оценка способности пенополиэтилена к поглощению энергии при ударной деформации

Материалы (Базель).2021 июл; 14 (13): 3613.

Baohui Yang

1 Школа аэронавтики и астронавтики, Сычуаньский университет, 24 Nanyi Section Yihuan Road, Chengdu 610065, Китай; [email protected]

2 Кафедра машиностроения Северо-Западного политехнического университета, 127 Youyi Ave. West, Сиань 710072, Китай; [email protected]

Янцзе Цзо

1 Школа аэронавтики и астронавтики, Сычуаньский университет, 24 Nanyi Section Yihuan Road, Chengdu 610065, Китай; мок.liamg @ 125gnayiuhoab

Чжэнпин Чанг

2 Кафедра машиностроения, Северо-Западный политехнический университет, 127 Youyi Ave. West, Сиань 710072, Китай; [email protected]

Альфонсо Маффеццоли, академический редактор

1 Школа аэронавтики и астронавтики, Сычуаньский университет, 24 Nanyi Section Yihuan Road, Chengdu 610065, Китай; [email protected] 2 Кафедра машиностроения, Северо-Западный политехнический университет, пр. Юи, 127.Запад, Сиань 710072, Китай; [email protected]

Поступило 19.03.2021 г .; Принято в 2021 году 25 мая.

Реферат

Пены широко используются в защитных целях, требующих высокого поглощения энергии при ударе, и оценка ударных свойств пен имеет жизненно важное значение. Поэтому был разработан новый метод испытаний на основе ударной трубы для исследования ударных свойств пенополиэтилена (PE) с закрытыми порами при скоростях деформации более 6000 с -1 , и представлена ​​теория испытаний.На основе метода испытаний обсуждается прогресс разрушения и окончательные режимы разрушения пенополиэтилена. Кроме того, способность пен ПЭ к поглощению энергии была оценена как в условиях квазистатического нагружения, так и в условиях нагружения с высокой скоростью деформации. Результаты показали, что пена проявляет неоднородную деформацию по длине образца при высоких скоростях деформации. Скорость поглощения энергии пенополиэтиленом увеличивается с увеличением скорости деформации. Поглощение энергии образцом на ранней стадии изменялось линейно, а затем быстро увеличивалось, что соответствовало равномерному процессу сжатия.Однако в процессе деформации ударной волной способность пенопласта к поглощению энергии сохраняла хорошую стабильность и показывала наилучшее состояние поглощения энергии при скорости выше 26 м / с. Это стабильное состояние поглощения энергии исчезало до тех пор, пока скорость не стала ниже 1,3 м / с. Скорость загрузки оказывает очевидное влияние на плотность энергии.

Ключевые слова: пена , высокая скорость деформации, поглощение энергии, разрушение

1. Введение

Полимерные пены широко используются в защитных целях благодаря их высокой способности поглощать энергию [1,2,3] и свойствам различные пены с открытыми и закрытыми порами были широко изучены в условиях квазистатического сжатия [4,5,6], удара и нагружения с высокой скоростью деформации [7,8].Пеноматериалы и другие материалы могут быть объединены в композитные материалы с превосходными свойствами по мере необходимости [9,10,11]. Например, когда вспененный полимер используется в качестве сердцевины сэндвич-композита [12,13,14], его ударопрочность и эффект поглощения энергии значительно улучшаются по сравнению с аналогичными материалами [15,16]. С развитием авиационной промышленности все больше и больше конструкций самолетов используют многослойные композиты с полимерным пенопластом. Однако аппарат может столкнуться с неожиданными нагрузками, такими как столкновение с птицами или другими объектами.Для повышения ударопрочности самолетов большое значение имеет изучение характеристик поглощения энергии вспененным полимерным материалом.

Многие ученые проводили испытания материалов на удар, и пеноматериал продемонстрировал очевидную чувствительность к высокой скорости деформации [17,18,19]. Луонг и др. провела испытание под давлением Хопкинсона на очень тонкой пене поливинилхлорида (ПВХ). Однако из-за таких факторов, как ячеистая структура и вязкоупругая природа полимера, оценка свойств пен при повышенной скорости деформации является сложной задачей [20,21,22].Однако стандартные методы испытаний имеют некоторые ограничения при характеристике пен из-за их большой упругой деформации, характеристик вязкоупругих материалов и высокой устойчивости к повреждениям, и для таких материалов необходимо развивать методы [23,24,25].

Изучены ударные испытания пенопласта при нагрузке с промежуточной скоростью деформации. Испытание на удар падающим грузом широко используется для характеристики ударных свойств пен при средней скорости деформации [26,27], когда пластинчатый образец нагружается в условиях средней точки удара [28].Этот вид испытаний позволяет наблюдать степень повреждения пены в зависимости от расстояния от места удара [14]. Однако недостатком этого метода является то, что диаграмма «напряжение – деформация» не может быть построена, поскольку только небольшой участок образца подвергается прямому нагружению. При отсутствии полного разрушения в образце могут возникать вибрации и множественные удары из-за отскока (хотя для минимизации таких эффектов можно использовать воздушные тормоза и другие методы). Кроме того, результаты, полученные при таком ударе, нельзя сравнивать с результатами, полученными при испытаниях на сжатие, из-за разницы в конфигурации нагружения образцов.Настоящая работа включала модифицированный ударный прибор падающим грузом, в котором стандартный полусферический ударный бачок был заменен на бачок с плоской поверхностью диаметром 25 мм для нагружения цилиндрического образца того же диаметра. Эксперимент позволил разработать диаграмму напряжения-деформации для образца и рассчитать поглощение энергии для сравнения с результатами, полученными в условиях квазистатического нагружения и нагружения с высокой скоростью деформации [29,30]. Экспериментальные результаты динамических механических испытаний пеноматериалов показали, что плотность и температура материала будут иметь большое влияние на механические свойства и эффект поглощения энергии пеноматериалами [31,32,33,34].

Были исследованы испытания пеноматериала на ударную вязкость при нагружении с высокой скоростью деформации. Эксперименты с пенами показывают, что деформация пенопласта неоднородна по длине образца при высоких скоростях деформации. Результаты экспериментов показали, что напряжение материала увеличивается с увеличением скорости деформации. Наблюдение, что деформация образца является неоднородной, также подтверждается моделированием анализа методом конечных элементов, которое позволило разделить поведение пены на три режима на основе скоростей деформации: однородный режим, переходный режим и динамический режим.Разрезной стержень давления Гопкинсона — самый популярный экспериментальный метод исследования нагружения металлов при высоких деформациях. Однако, поскольку время нагружения и смещение деформации при нагрузке разрезной планки давления Гопкинсона имеют определенные ограничения, условие нагружения с высокой скоростью деформации для полимерной пены с закрытыми порами большой толщины не может быть достигнуто. Результаты ударных испытаний дополнены результатами нагружения с высокой скоростью деформации, полученными с помощью метода испытаний на основе ударной трубы [35,36,37]. Использование ударной трубы в качестве управляемой экспериментальной платформы очень полезно для определения свойств материалов с высокой скоростью деформации.Этот тест может предоставить необходимые данные для проектирования материалов. Ударные трубы, имеющие механизм разрушения с одинарной или двойной диафрагмой для генерации ударных волн, широко используются в аэродинамических исследованиях [38,39]. Ударные трубы также использовались для изучения влияния ударной волны на деформационное поведение пен [40]. Тем не менее, предыдущие исследования с использованием ударных трубок были сосредоточены на вскрытии пен для наблюдения за механизмами деформации и разрушения. Ударная труба, разработанная в этой работе, обеспечивает данные о перемещении-нагрузке от тензодатчика, датчиков давления и высокоскоростной камеры и позволяет сравнивать способность поглощения энергии в других условиях нагружения.Прозрачная камера для образца сконструирована так, чтобы можно было зафиксировать деформацию образца с помощью высокоскоростной камеры.

В данной работе использовалась модифицированная ударная башня падающим грузом для проведения испытаний пенополиэтилена (PE) при сжатии с промежуточной скоростью деформации. Получена кривая деформации пены при промежуточной скорости деформации. Результаты сравнивают результаты поглощения энергии со значениями, полученными при испытаниях на квазистатическое сжатие. Чтобы изучить характеристики поглощения энергии вспененным полимером при высокой деформационной нагрузке, теоретическим выводом был найден новый метод получения поглощения энергии.Для испытания вспененного полиэтилена при сжатии с высокой скоростью деформации использовалась испытательная платформа с ударной трубкой собственной разработки. Проанализированы и обсуждены характеристики поглощения энергии пенополиэтиленом при ударе.

2. Теоретический анализ

2.1. Режимы деформации и переходная скорость сжатия

Деформация образца становится все более локализованной по мере увеличения скорости деформации сжатия и изменения режима деформации с однородного на переходный и ударный, как показано в [41].В однородном режиме значения напряжений на проксимальной и дистальной поверхностях образца равны, а деформация распределяется равномерно по длине образца. Однако, когда скорость сжатия достаточно велика, пена, подвергшаяся удару, быстро схлопывается и уплотняется вблизи проксимального конца. После достаточного уплотнения, которое зависит от скорости деформации, напряжение передается на следующий слой ячеек в образце, и это явление продолжается либо до тех пор, пока не уплотняется весь образец, либо пока на образец не будет приложена деформация.Этот эффект становится более выраженным при увеличении скорости деформации сжатия. Передача напряжения внутри образца от проксимального к дистальному концу зависит от скорости деформации и общей приложенной деформации.

Три режима деформации пеноматериала при различных скоростях нагружения [41]. R c представляет собой сжатую часть. ( a ) Однородный режим: значения напряжения на проксимальной и дистальной поверхностях образца равны, а деформация распределяется равномерно по длине образца.( b ) Переходные модели: пена при ударе разрушилась, проксимальный конец не уплотнился. ( c ) Режим удара: пена, подвергшаяся удару, быстро схлопывалась и уплотнялась вблизи проксимального конца.

Модель жесткой линейно-упрочняющейся пластмассы с фиксацией (R-LHP-L) принята для оценки трех режимов [42]. Первая критическая скорость сжатия, которая вызывает переход из однородного режима в переходный, V c 1 , описывается формулой [42]:

где σ 0 — предел текучести материала, ρ 0 — плотность образца в исходном состоянии, а E 1 — модуль деформационного упрочнения материала ().

Диаграмма зависимости напряжения σ пеноматериалов от деформации ε, зеленая линия — модель R-P-P-L, а красная линия — модель R-LHP-L [42]. Здесь σ 0 — предел текучести материала, ε L — фиксирующая деформация материала, E 1 — модуль упрочнения материала, а σ pl — напряжение плато.

Когда ударное напряжение σ A внутри образца превышает напряжение уплотнения образца σ (εL) , возникает ударный режим [41,42,43,44]:

σ0 + ρ0Vs2εL≥σ0 + E1εL

(2)

где V s — скорость сжатия пены, ε L — деформация уплотнения пены.

При равенстве указанного выше неравенства получается вторая критическая скорость, то есть критическая скорость для ударного режима в переходный режим:

Следовательно, когда скорость деформации образца меньше V c 1 , образец находится в гомогенном режиме. Когда скорость деформации образца больше V c 1 и меньше V c 2 , образец находится в переходном режиме.Когда скорость деформации образца превышает V c 2 , образец находится в ударном режиме [41].

2.2. Поглощение энергии

В однородном режиме поглощение энергии пеной при пластической деформации можно рассчитать по кривой зависимости напряжения от деформации при квазистатическом нагружении [45,46,47]:

где E q — поглощение энергии пеной при квазистатической нагрузке, ε L — деформация, входящая в фазу уплотнения, σ — напряжение пены, D — объем образец.

В переходном и ударном режимах деформация пеноматериала неоднородна по длине образца при высоких скоростях деформации, что делает расчет пеноматериала ненадежным. Следовательно, мы не можем получить кривую деформация – напряжение. Следовательно, мы должны найти другой способ расчета поглощения энергии. Согласно [41], энергия удара может быть разделена на энергию деформации и другие потери энергии и может быть определена как:

где E s и E w — поглощение энергии пеной при нагрузке с высокой скоростью деформации и другие потери энергии, соответственно.

Согласно модели жестко-пластической фиксации (RPPL), динамическое напряжение раздавливания σ A на проксимальном конце рассчитывается как [43,48,49,50]:

σA = σ0 + ρ0Vs2 ( t) εl

(6)

Поглощение энергии пеной рассчитывается по формуле:

Es = D∫0t (σA (t) εl + 12ρ0Vs2) dt

(7)

Энергия удара падающей волны в Ударная труба может быть рассчитана по [51]:

где E i — энергия удара падающей волны.

3. Экспериментальная проверка

3.1. Детали образца

Пенополиэтилен (PE) с закрытыми ячейками (Pregis, Aurora, IL, USA) с плотностью 27,2 кг / м. Был выбран 3 , как показано на. Средний диаметр ячеек и толщина стенок составляли 1,49 мм и около 0,017 мм соответственно. Для испытаний использовали цилиндрические образцы диаметром и высотой 25,4 мм. Было обнаружено, что коэффициент Пуассона материала находится в диапазоне от 0,15 до 0,78.

Структура образца пенополиэтилена.Плотность составляет 27,2 кг / м 3 3 , средний диаметр и толщина стенки ячейки 1,49 мм и около 0,017 мм соответственно. И диаметр, и высота образцов составляют 25,4 мм.

3.2. Экспериментальные методы

Испытания на сжатие проводились при трех различных условиях нагружения. Универсальная испытательная машина Instron 4467 (Instron, Норвуд, Массачусетс, США) с датчиком нагрузки 30 кН использовалась для испытаний квазистатического сжатия, как показано на рис. В рамках квазистатического теста (QSST) были испытаны девять образцов, которые были разделены на три группы.Скорости деформации этих QSST были установлены на 10 −3 с −1 , 10 −2 с −1 и 10 −1 с −1 .

Экспериментальная испытательная площадка для пеноматериалов: ( a ) гидравлическая испытательная машина, соответствующая испытанию скорости квазистатической деформации; ( b ) испытательная машина с опорой на башню, соответствующая испытанию на промежуточную скорость деформации.

Испытания на сжатие с промежуточной скоростью деформации проводились на модифицированной ударной башне Dynatup серии 9200, как показано на b.Сжимающее усилие, возникающее при ударе между ударным элементом и образцом, измерялось датчиком динамической нагрузки (PCB 208BC03, PCB, Depew, NY, USA), который был установлен под образцом. Сигнал тензодатчика усиливался и передавался на осциллограф (Tektronix TDS 2014B, Tektronix, Inc., Бивертон, штат Орегон, США), а затем регистрировался компьютером. Высокоскоростная камера (NAC MEMRECAM HX-5, nac Americas, Ins., Салем, Массачусетс, США) использовалась для фиксации деформации образца с частотой кадров 4000 Гц.Собственный код Matlab был разработан для обработки изображений, полученных с помощью высокоскоростной камеры, для измерения деформации образца. Ударная масса составила 4 кг. Высота ударного элемента h была выбрана равной 76 мм и 102 мм, и для каждого из них были испытаны по три образца. Скорость удара составила 1,22 м / с и 1,4 м / с соответственно. Энергия удара составила 4 Дж и 3 Дж соответственно. Скорости деформации этих испытаний падающим грузом были установлены на 40 с -1 и 36 с -1 , соответственно.

Третья группа испытаний проводилась при высоких скоростях деформации с использованием двухдиафрагменной аэродинамической ударной трубы.Ударная труба из нержавеющей стали имела две камеры привода и одну камеру привода, как показано на. Диаметр приводной и ведомой камер составлял 50,8 мм и 25,4 мм соответственно. Падающая ударная волна генерировалась после последовательного разрыва двух диафрагм из-за разницы в давлении, установленном в двух камерах драйвера. Эта падающая ударная волна прошла через ведомую камеру и взаимодействовала с образцом, помещенным в прозрачную акриловую испытательную камеру. L d — это расстояние между двумя датчиками давления, а L b — расстояние между вторым датчиком и жесткой пластиной.Давление в ударной трубе измерялось двумя датчиками давления (PCB 101A06, PCB, Depew, NY, USA), а затем регистрировалось осциллографом (Tektronix TDS 2014B, Tektronix, Inc., Бивертон, Орегон, США). Были испытаны пять образцов, и их деформация также была зафиксирована высокоскоростной камерой с частотой кадров 100 000 Гц. Падающий удар был установлен на 2,1 Маха.

Экспериментальная платформа с ударной трубкой.

4. Результаты и обсуждение

4.1. Реакция «напряжение – деформация»

Типичные кривые «сила – время» и «напряжение – деформация» при нагрузке QSST показаны на рис.Кривая показывает длинное плато напряжения, которое соответствует высокому поглощению энергии при сжатии, затем напряжение резко возрастает при входе в стадию уплотнения. Окончание плато напряжений и начало стадии уплотнения означает разрыв стенки ячеек и необратимое повреждение микроструктуры пены. Это также ключевой фактор в способности пены поглощать энергию. Испытание проводилось при скорости деформации 10 -3 с -1 , рассчитанной из a, допускающей равномерное сжатие образца пенопласта, поскольку длина L образца и скорость деформации образца сжатия были известны.Следовательно, кривую «сила-время» можно преобразовать для получения кривой «напряжение-деформация» образца, как показано на b. Согласно [42], σ 0 , ε L и E 1 могут быть получены из кривых напряжения-деформации.

Характеристики механического отклика пеноматериалов в квазистатических экспериментах при скорости деформации 10 −3 с −1 : ( a ) Диаграмма силы и смещения пеноматериалов в зависимости от время, r 1 — линейная фаза, r 2 — фаза плато и r 3 — фаза плотности, оранжевая линия представляет силу образца, а синяя линия представляет смещение образца при сжатии.Более того, весь процесс деформации пены имел линейную фазу, фазу плато и фазу плотности, соответственно; ( b ) диаграмма зависимости напряжения пенопласта от деформации, предел текучести σ 0 составляет 0,00998 МПа, напряжение фиксации σ L составляет 0,27 МПа, а деформация фиксации ε L составляет 0,78.

В эксперименте с падающим грузом сжимающая сила и длина образца измерялись одновременно и наносились на график в зависимости от времени в a.На этом рисунке длина образца неуклонно уменьшалась с постоянной скоростью, в то время как сжимающая нагрузка умеренно увеличивалась, и ее скорость обратилась к нулю в момент, когда сжимающая нагрузка достигла максимального значения. Это означает, что образец деформировался с постоянной скоростью деформации в упругой и платообразной областях. Следовательно, кривая напряжения-деформации показана в b, и скорость ее деформации была рассчитана по пропорциональной области зависимости перемещения образца от времени. Промежуточная скорость деформации для этого эксперимента находилась в диапазоне 40 с -1 .

Характеристики механического отклика пены в промежуточных экспериментах при скорости деформации 40 с -1 : ( a ) Испытательная кривая с опорой на башню падения, соответствующая смещению, силе и времени эксперимента, оранжевая линия представляет сила образца, а синяя линия представляет смещение образца при сжатии; ( b ) кривая деформации и напряжения пены в экспериментах с капельной башней, здесь предел текучести составляет 0,0109 МПа.

Основные характеристики деформации образца аналогичны таковым при квазистатическом нагружении.Здесь за областью плато следует стадия уплотнения. Однако в области плато наблюдается значительная вибрация, как показано на рисунке а. Не ожидается, что деформация при промежуточной скорости деформации будет равномерной по длине образца. Следовательно, локальные изменения микроструктуры пены влияют на реакцию пены на сжатие, наблюдаемую в b. Согласно свойствам пены, вибрация плато представляет собой разрушающую способность устьичного аппарата. Величина вибрации определяется количеством устьичных единиц, которые разрушаются из-за этого начального каскадного эффекта.У некоторых пеноматериалов имеется широкий диапазон размеров устьиц и толщины устьичных стенок. Как только устьичная единица разрушается, напряжение перераспределяется в окружающей области, и достигается новое равновесие. В результате получается ровное плато с медленной деформацией. В процессе быстрой деформации не хватает времени для перераспределения напряжения, что вызывает значительное явление вибрации.

Репрезентативные результаты ударных испытаний образцов пенопласта представлены в. Скорость деформации ( V s ) образца колебалась около 155 м / с, и деформация образца продолжалась в течение 0.16 мс, как показано на. Если предполагается, что внутренняя деформация образца в процессе сжатия однородна, скорость деформации образца должна быть 6100 с -1 . Однако на самом деле внутреннее напряжение образца не было однородным (это явление будет показано в следующем разделе), поэтому можно судить, что скорость деформации образца была больше 6100 с -1 , что составляет деформация с высокой скоростью деформации. Кривая давления была получена двумя датчиками давления, установленными в ударной трубе.Падающая ударная волна, генерируемая разрывом диафрагмы, распространяется в камере динамика [38,39] и распространяется под атмосферным давлением p 1 . Давление фронта падающей ударной волны обозначается как p 2 и регистрируется двумя датчиками давления. Когда падающая волна попадает на образец, генерируется первая отраженная волна p s . Когда образец полностью сжимается и ударяется о твердое тело, возникает вторая волна отражения ( p 5 ).Давления за ударной волной, p 2 , p s и p 5 , все поддерживают стабильное значение давления (см. B). Во время ударно-волнового сжатия образца образец подвергался постоянному давлению p s . Динамическое напряжение раздавливания σ A можно рассчитать по уравнению (6), где σ 0 можно получить из квазистатических испытаний, а V s можно получить из a.Кривая степени сжатия фронта образца в течение всего сжатия представлена ​​на c. Можно утверждать, что на этом рисунке не представлена ​​кривая напряжения-деформации для образца, потому что деформационное поведение образца при такой высокой скорости деформации неоднородно, и деформация преимущественно локализуется вблизи передней поверхности образца.

Результаты испытаний при испытании ударной трубы: ( a ) диаграмма скорости деформации сжатия как функции времени, здесь синяя линия представляет скорость эксперимента, а красная линия представляет идеализированную скорость, и средняя скорость сжатия составляет около 155 м / с; ( b ) типичная соответствующая кривая зависимости давления от времени для ударной трубы, здесь синяя линия представляет давление, зарегистрированное датчиком 1, а красная линия представляет давление, зарегистрированное датчиком 2, p s представляет первое отраженная волна, и p 5 представляет вторую отраженную волну; ( c ) динамическое напряжение раздавливания σ A как функция степени сжатия образца в эксперименте с ударной трубой, которое было рассчитано по уравнению (6).

4.2. Механизм разрушения

Репрезентативный набор образцов, разрушенных при квазистатическом, промежуточном и сжатии с высокой скоростью деформации, показаны соответственно на а – с. Хотя квазистатические (10 −3 с −1 ) и промежуточные (40 с −1 ) испытания проводились при четырех порядках величины скорости деформации, характеристики разрушения образцов аналогичны, что показывает, что некоторая пластическая деформация не восстанавливается, и уплотненные клетки разбрасываются по образцу.Однако испытанный удар (более 6100 с -1 ) частично плавится и повторно затвердевает поверхность образца во время деформации с высокой скоростью деформации. Ударная волна имеет высокую температуру, что и вызвало это явление. Проксимальная часть образца (верхняя часть образца в c) демонстрирует уплотнение из-за плавления и большее количество повреждений, чем нижняя часть. Когда образец открыт, можно увидеть, что изменения во внутреннем и внешнем виде совпадают. Ячейки внутри были скрученными, и многие ячейки имели плоскую форму.В целом повреждения на образце по длине неоднородны.

Окончательная деформация пенопласта при различных скоростях нагружения, нижние рисунки представляют собой поперечное сечение образцов, вырезанных по сечению, отмеченному на верхних рисунках: ( a ) образец разрушился при квазистатическом нагружении; ( b ) образец разрушился при нагрузке со средней скоростью деформации; ( c ) образцы не выдержали нагрузки при высокой скорости деформации.

Эти наблюдения показывают, что характер разрушения образца переходит от равномерного к неравномерному сжатию, а переходная зона больше, чем скорость деформации 40 с -1 , испытанная в этой работе.Параметры σ 0 , ε L и E 1 получаются из квазистатических кривых образца и подставляются в уравнения (1) и (3) соответственно, чтобы получаем V c 1 = 1,3 м / с и V c 2 = 26 м / с. Установлено, что скорость tup не достигла состояния переходного режима, а скорость ударной волны — состояния ударного режима.

Изображения с высокоскоростной камеры, показанные на, также служат дополнительным доказательством. Наблюдения за ударом падающего груза на a показывают, что деформировался преимущественно центр образца, а не его верхняя часть вблизи места удара. Локализация деформации в центре, вероятно, связана с областью, которая вызвала первоначальный отказ нескольких ячеек, что привело к преимущественному сжатию. b включает изображения образца, снятые высокоскоростной камерой во время ударных испытаний. Из рисунков видно, что общая деформация образца не является равномерной с начала испытания.Изображения через 0,04 и 0,08 мс показывают, что передняя часть образца была деформирована намного сильнее, чем задняя. Изображения при 0,12 и 0,15 мс показывают очень интересный факт. Передняя часть образца принимает вогнутую форму, вероятно, аналогичную форме фронта ударной волны на 0,12 мс, а затем он становится выпуклой при 0,15, когда ударная волна отражается от задней части. Эта выпуклая форма образца также видна на рисунке b для образца, подвергшегося ударной нагрузке, в то время как испытанные образцы с квазистатической и промежуточной скоростью деформации показывают плоский фронт.Таким образом, экспериментальные результаты согласуются с теоретическими ожиданиями.

Типичный процесс деформации пенопласта при испытании на удар падающим грузом и испытании на ударную трубку: ( a ) испытание на удар падающим грузом; ( b ) эксперимент с ударной трубой. Здесь v представляет скорость деформации сжатия, а c представляет скорость удара в пене.

4.3. Поглощение энергии

Для дальнейшего изучения состояния поглощения энергии образца при различных скоростях деформации, деформация образца при квазистатическом испытании и испытании падающим грузом относится к деформации однородного режима.Поэтому уравнение (4) использовалось для расчета поглощения энергии образцом пены, испытанным в квазистатических испытаниях и испытаниях падающим грузом. Экспериментальная деформация ударной трубы относится к деформации ударной моды. Комбинируя кривую скорости образца с уравнением (7), можно рассчитать поглощение энергии образцом в ударном режиме. Характеристики поглощения энергии пеной при трех условиях нагрузки показаны на a. Плотность энергии рассчитывалась как функция деформации деформации для квазистатического испытания и испытания падающим грузом, а плотность энергии рассчитывалась как функция степени сжатия для испытания в ударном режиме.На диаграмме видно неуклонное увеличение плотности энергии в упругой и плато-области. Плотность энергии быстро увеличивается в области уплотнения после того, как степень сжатия образца достигает 0,7. Конечная общая плотность энергии сжатия образца при квазистатической и промежуточной скорости деформации достигает 0,1 МДж / м 3 и 0,17 МДж / м 3 соответственно. Из ссылок видно, что полученные кривые плотности энергии такие же, как полученные в [52,53].Более того, тенденция плотности энергии в условиях ударного нагружения была иной. Образец не проявлял эффекта уплотнения, а плотность энергии была линейной во всем диапазоне деформации. Плотность энергии при высокой скорости деформации была выше, чем для квазистатического или промежуточного диапазона скоростей деформации при любом уровне деформации. Из предыдущего теоретического анализа следует, что деформация образца неоднородна в условиях ударного нагружения, когда передняя поверхность образца быстро сжимается и переходит в режим уплотнения, а затем эта деформация переходит к следующему слою пены при дальнейшем сжатии.Такой эффект сочетает в себе эффекты упругости, плато и уплотнения в небольшой зоне и не приводит к появлению отдельных зон на кривой плотности энергии для всего образца. Конечная плотность энергии при высокой скорости деформации составляет 0,34 МДж / м 3 . b показывает плотность энергии для всех образцов. Видно, что плотность энергии увеличивается с увеличением скорости деформации. Тенденции плотности энергии при деформации с высокой скоростью деформации в предыдущих исследованиях аналогичны результатам, полученным в этом испытании, поскольку плотность энергии изменяется линейно с увеличением скорости деформации [54,55].Однако при высокой скорости деформации значение плотности энергии изменяется в широких пределах. Это показывает, что значение плотности энергии сильно зависит от скорости при ударном режиме.

Поглощение энергии пеной при различных скоростях деформации: ( a ) диаграмма поглощения энергии как функция степени сжатия, красная линия (E q ) представляет собой поглощение энергии пеной в в гидравлическом испытании синяя линия (E d ) представляет собой поглощение энергии пеной при испытании падающим грузом, а оранжевая линия (E s ) представляет собой поглощение энергии пеной при испытании с ударной трубкой; ( b ) поглощение энергии пеной при различных скоростях деформации, здесь величина поглощения энергии сильно зависит от скорости при ударном режиме.

4.4. Обсуждение

Новый метод испытаний, основанный на ударной трубе, имеет преимущества длительного времени нагружения и высоких скоростей нагружения, которые полезны при исследовании ударных свойств пен при высоких скоростях деформации. Здесь представлена ​​теория испытаний, а испытательная платформа спроектирована со специальным креплением для пенопласта и визуализацией конца трубки, которая позволяет тестировать ударные свойства пены и отслеживать прогресс разрушения пены. Основываясь на методе испытаний, в данной статье обсуждается прогресс разрушения и окончательные режимы разрушения пен полиэтилена, и, кроме того, в этой статье оценивается способность пен полиэтилена к поглощению энергии как в условиях квазистатического нагружения, так и в условиях нагружения с высокой скоростью деформации.Однако, как сердцевина сэндвич-композитов, поглощение энергии пеной до сих пор неясно. Кроме того, будут проводиться исследования сэндвич-композитов с пенопластом путем объединения пеноматериала с обшивкой в ​​дальнейшей работе.

5. Выводы

В этой работе изучалась способность к поглощению энергии пенополиэтиленом с закрытыми ячейками как в квазистатических условиях, так и в условиях нагружения с высокой скоростью деформации. Путем теоретического вывода решается метод расчета поглощения энергии пеноматериалом при деформации ударным режимом.Он предоставляет новый метод расчета для получения значения поглощения энергии вспененного материала. Новый метод получения кривой напряжение-деформация пен при деформации со средней скоростью деформации обеспечивается путем модификации испытательной машины падающим грузом. Здесь для испытаний на удар пеной при высоких скоростях деформации использовались как модифицированный метод удара падающим грузом, так и метод испытания ударной трубы. Деформация и деформация пены изучались с помощью высокоскоростной камеры, кроме того, обсуждается поглощение энергии пеной при различных скоростях нагружения.Из этого исследования можно сделать следующие выводы:

  1. В этом исследовании рассчитываются первая и вторая переходные скорости режима сжатия пенополиэтилена. Результаты теоретической модели согласуются с экспериментальными результатами, что подтверждает теорию.

  2. Экспериментально наблюдали разницу в поведении вспененного полиэтилена в однородном и ударном режимах. Деформация образца изменяется при изменении скорости деформации. В ударном режиме напряжение в образце неоднородно.В результате ударных испытаний скорость деформации составила 6,1 × 10 3 с -1 , что было достаточно высоким, чтобы вызвать избирательное уплотнение в проксимальном конце образца, как это наблюдалось с помощью высокоскоростной камеры.

  3. В процессе сжатия в ударном режиме поглощение энергии в образце изменяется линейно. Когда скорость меньше 1,3 м / с, это стабильное состояние поглощения энергии исчезает. Плотность энергии сильно зависит от скорости в ударном режиме.

Приведенный выше вывод показывает, что пенополиэтилен в качестве защитного материала для самолетов имеет хорошие характеристики поглощения энергии. Он может максимизировать свои характеристики поглощения энергии и поддерживать стабильную способность поглощения энергии при высокоскоростном ударе.

Вклад авторов

Написание — первоначальный проект, формальный анализ, B.Y .; Написание — просмотр и редактирование, проверка, Y.Z. и Z.C. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование было поддержано Фондом фундаментальных исследований для центральных университетов (номер гранта 31020200503003), Проектом фундаментальных исследований естественных наук провинции Шэньси (номер гранта 2019JQ-032), Национальным фондом естественных наук Китая (номер гранта 513) и Aviation Science Foundation (номер гранта ASFC-20191605300).

Заявление институционального контрольного совета

Не применимо.

Заявление об информированном согласии

Не применимо.

Заявление о доступности данных

Данные, представленные в этом исследовании, доступны по запросу у соответствующего автора.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Финансирующие организации не играли никакой роли в разработке исследования; при сборе, анализе или интерпретации данных; при написании рукописи или в решении опубликовать результаты.

Сноски

Примечание издателя: MDPI остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и ​​филиалов организаций.

Ссылки

1. Юсеф Г., Рид Н., Хюин Н. У., Розенов Б., Манлулу К. Экспериментально подтвержденные прогнозы ударной реакции пенополимочевины с использованием вязкоупругости, основанной на объемных свойствах. Мех. Матер. 2020; 148: 8. DOI: 10.1016 / j.mechmat.2020.103432. [CrossRef] [Google Scholar] 2. Хохе Дж., Бекманн К., Боме В., Вайз Дж., Рейнфрид М., Лутхардт Ф., Рапп Ф., Димерт Дж. Экспериментальный и численный обзор возможностей гибридных пен. Мех. Матер. 2019; 136: 15. DOI: 10.1016 / j.mechmat.2019.103063. [CrossRef] [Google Scholar] 3. Ле Барбеншон Л., Копп Дж. Б., Жирардо Дж., Виот П. Армирование ячеистых материалов короткими волокнами: применение к многомасштабной пробковой пене на биологической основе. Мех. Матер. 2020; 142: 13. DOI: 10.1016 / j.mechmat.2019.103271. [CrossRef] [Google Scholar] 4. Дуань Ю., Чжао X.H., Ду Б., Ши X.P., Чжао Х., Хоу Б., Ли Ю.Л. Квазистатическое сжатие и конститутивная модель градуированных пен. Int. J. Mech. Sci. 2020; 177: 14. DOI: 10.1016 / j.ijmecsci.2020.105603.[CrossRef] [Google Scholar] 5. Дроздов А.Д., Кристиансен Дж.Д. Моделирование упругого отклика полимерных пен при конечных деформациях. Int. J. Mech. Sci. 2020; 171: 11. DOI: 10.1016 / j.ijmecsci.2019.105398. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Цао С.З., Лю Т., Джонс А., Тизани В. Армированные частицами термопластические пенопласты при квазистатическом сжатии. Мех. Матер. 2019; 136: 17. DOI: 10.1016 / j.mechmat.2019.103081. [CrossRef] [Google Scholar] 7. Чжан Ю., Цзинь Т., Ли С., Руан Д., Ван З., Лу Г. Влияние размера образца на механическое поведение алюминиевой пены.Int. J. Mech. Sci. 2019; 151: 622–638. DOI: 10.1016 / j.ijmecsci.2018.12.019. [CrossRef] [Google Scholar] 8. Хосрошахи С.Ф., Олссон Р., Высоцки М., Заккариотто М., Гальванетто У. Реакция подкладки шлема при двухосной нагрузке. Polym. Контрольная работа. 2018; 72: 110–114. DOI: 10.1016 / j.polymertesting.2018.10.012. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Zhang J.X., Qin Q.H., Chen S.J., Yang Y., Ye Y., Xiang C.P., Wang T.J. Низкоскоростной удар многослойных многослойных балок с пенопластом: аналитические, экспериментальные и численные исследования.J. Sandw. Struct. Матер. 2020; 22: 626–657. DOI: 10.1177 / 1099636218759827. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Цетин Э., Байкасоглу С. Поглощение энергии тонкостенными трубками, усиленное решетчатыми структурами. Int. J. Mech. Sci. 2019; 157: 471–484. DOI: 10.1016 / j.ijmecsci.2019.04.049. [CrossRef] [Google Scholar] 11. Munoz-Pascual S., Saiz-Arroyo C., Vuluga Z., Corobea M.C., Rodriguez-Perez M.A. Пены с повышенной пластичностью и ударными свойствами на основе полипропиленовых композитов. Полимеры. 2020; 12: 943. DOI: 10.3390 / полим12040943. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 12. Кесаван А., Мадхаван В. Р., Чиннадурай Э. Механические и термические свойства гибридных композитов ПВХ и пенополиуретана. Матер. Контрольная работа. 2020; 62: 544–552. DOI: 10.3139 / 120.111513. [CrossRef] [Google Scholar] 13. Чжао З., Цзин Л. Реакция зажатых сэндвич-панелей с сердцевиной из алюминиевой пены со слоистым градиентом на удар пенного снаряда. Мех. Adv. Матер. Struct. 2020; 27: 744–753. DOI: 10.1080 / 15376494.2018.1495790. [CrossRef] [Google Scholar] 14.Рамирес Б.Дж., Мисра У., Гупта В. Вязкоупругая решетка, заполненная пеной, для высокого поглощения энергии. Мех. Матер. 2018; 127: 39–47. DOI: 10.1016 / j.mechmat.2018.08.011. [CrossRef] [Google Scholar] 15. Чжу Ю.Ф., Сунь Ю.Г. Динамический отклик сэндвич-панели с пенопластом и композитными облицовочными панелями при низкоскоростном ударе и проникновении. Int. J. Impact Eng. 2020; 139: 10. DOI: 10.1016 / j.ijimpeng.2020.103508. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Панди А., Мучхала Д., Кумар Р., Шрирам С., Венкат А.Н.К., Мондал Д.П. Поведение при изгибе армированной углеродным волокном гибридной сэндвич-структуры из алюминиевой пены.Compos. Pt. B-Eng. 2020; 183: 11. DOI: 10.1016 / j.compositesb.2019.107729. [CrossRef] [Google Scholar] 17. Боровинсек М., Весеняк М., Хокамото К., Рен З.Р. Экспериментальное и вычислительное исследование высокоскоростного удара алюминиевой пены низкой плотности. Материалы. 2020; 13: 1949. DOI: 10.3390 / ma13081949. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Го Ю., Ян Х., Лю Х., Чжэн З., Ван Дж. Механическое поведение при сжатии алюминиевой пены с закрытыми порами при динамической нагрузке. J. Vib. Англ.2020; 33: 338–346. [Google Scholar] 19. Ян Б., Цао З., Чанг З., Чжэн Г. Влияние отраженной ударной волны на вспененный материал. Int. J. Impact Eng. 2021; 149: 103773. DOI: 10.1016 / j.ijimpeng.2020.103773. [CrossRef] [Google Scholar] 20. Сюй П.Б., ЮЙ, Ли К., У X.T. Экспериментальное исследование SHPB по изучению динамических свойств пенополистирола. Polym. Контрольная работа. 2018; 69: 431–436. DOI: 10.1016 / j.polymertesting.2018.06.004. [CrossRef] [Google Scholar] 21. Йонсен Дж., Гриттен Ф., Хопперстад О.С., Клаузен А.H. Влияние скорости деформации и температуры на механическое поведение модифицированного каучуком полипропилена и сшитого полиэтилена. Мех. Матер. 2017; 114: 40–56. DOI: 10.1016 / j.mechmat.2017.07.003. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Эль-Кубаа З., Отман Р. Чувствительность к скорости деформации предела текучести при сжатии полиэфирэфиркетона при низких и высоких температурах. Мех. Матер. 2016; 95: 15–27. DOI: 10.1016 / j.mechmat.2015.12.008. [CrossRef] [Google Scholar] 23. Тан Н.Х., Лей Д., Хуанг Д.В., Сяо Р. Механические характеристики пенополистирола (EPS): экспериментальный и численный анализ.Polym. Контрольная работа. 2019; 73: 359–365. DOI: 10.1016 / j.polymertesting.2018.12.001. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Энрикес И.Р., Руло Л., Кастелло Д.А., Борхес Л.А., Деу Дж.Ф. Вязкоупругое поведение полимерных пен: эксперименты и моделирование. Мех. Матер. 2020; 148: 11. DOI: 10.1016 / j.mechmat.2020.103506. [CrossRef] [Google Scholar] 25. Бози Ф., Пеллегрино С. Нелинейный термомеханический отклик и конститутивное моделирование вязкоупругих полиэтиленовых мембран. Мех. Матер. 2018; 117: 9–21. DOI: 10.1016 / j.mechmat.2017.10.004. [CrossRef] [Google Scholar] 26. Ли З.Дж., Чен В.С., Хао Х. Механические свойства углеродных пен при квазистатическом и динамическом нагружении. Int. J. Mech. Sci. 2019; 161: 12. DOI: 10.1016 / j.ijmecsci.2019.105039. [CrossRef] [Google Scholar] 27. Ха Н.С., Лу Г.Х., Сян Х.М. Высокая эффективность поглощения энергии тонкостенными коническими гофрированными трубками, имитирующими конфигурацию кокосовой пальмы. Int. J. Mech. Sci. 2018; 148: 409–421. DOI: 10.1016 / j.ijmecsci.2018.08.041. [CrossRef] [Google Scholar] 28. Линг К., Ивенс Дж., Кардифф П., Гилкрист М.Д. Деформационный отклик пенополистирола при комбинированной нагрузке на сжатие и сдвиг. Часть II: Динамические испытания с высокой скоростью деформации. Int. J. Mech. Sci. 2018; 145: 9–23. DOI: 10.1016 / j.ijmecsci.2018.06.015. [CrossRef] [Google Scholar] 29. Чжан Х., Чжоу Ю., Чжан Ф., Гун В., Хе Л. Исследования вспенивающих свойств и механических свойств вспененного композита полипропилен / бета-циклодекстрин. Матер. Ред.2020; 34: 04148. [Google Scholar] 30. Го Ю., Ян Х., Лю X., Хе С., Ван Дж. Динамические механические свойства алюминиевой пены с закрытыми порами при средних и низких скоростях деформации.J. Vib. Шок. 2020; 39: 282–288. [Google Scholar] 31. Дас С., Раджак Д.К., Кханна С., Мондал Д.П. Характеристики поглощения энергии композитной пеной Al-SiC-графен при высокой скорости деформации. Материалы. 2020; 13: 783. DOI: 10.3390 / ma13030783. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 32. Хван Б.К., Ким С.К., Ким Дж.Х., Ким Дж.Д., Ли Дж.М. Динамическое сжатие жесткого пенополиуретана с различной плотностью при разных температурах. Int. J. Mech. Sci. 2020; 180: 12. DOI: 10.1016 / j.ijmecsci.2020.105657. [CrossRef] [Google Scholar] 33. Го А.Ф., Ли Х., Сюй Дж., Ли Дж.Ф., Ли Ф.Й. Влияние микроструктуры на свойства микропористого пенополистирольного материала. е-полимеры. 2020; 20: 103–110. DOI: 10.1515 / epoly-2020-0012. [CrossRef] [Google Scholar] 34. Крундаева А., Де Брюйне Г., Гальярди Ф., Ван Пэпегем В. Динамическая прочность на сжатие и раздавливание пенополистирола при различных скоростях деформации и различных температурах. Polym. Контрольная работа. 2016; 55: 61–68. DOI: 10.1016 / j.полимертестинг.2016.08.005. [CrossRef] [Google Scholar] 35. Уэллет С., Фрост Д., Буамуль А. Использование ударной трубы для прогнозирования реакции полимерной пены на взрывную нагрузку. J. Phys. IV Пт. 2006. 134: 783–787. DOI: 10.1051 / JP4: 2006134121. [CrossRef] [Google Scholar] 36. Леви А. Глава 15.2 — Распространение ударной волны в многофазных средах. 15.2. Взаимодействие слабой ударной волны с инертной зернистой средой. Elsevier Inc .; Амстердам, Нидерланды: 2001. [Google Scholar] 37. Скьюс Б.В., Леви А., Леви-Хеврони Д.Справочник по ударным волнам. Elsevier Inc .; Амстердам, Нидерланды: 2001. Глава 15.1 — Распространение ударной волны в пористой среде. [Google Scholar] 38. Henshall B.D. Использование множественных диафрагм в ударных трубках. Совет по аэронавигационным исследованиям; Лондон, Великобритания: 1955. [Google Scholar] 39. Альфер Р.А., Уайт Д. Течение в ударных трубах с изменением площади на сечении диафрагмы. J. Fluid Mech. 1958; 3: 457–470. DOI: 10.1017 / S0022112058000124. [CrossRef] [Google Scholar] 40. Кухбор Б., Равиндран С., Кидане А. Влияние нестабильности клеточной стенки и местного разрушения на реакцию полимерных пен с закрытыми порами, подвергнутых динамической нагрузке.Мех. Матер. 2018; 116: 67–76. DOI: 10.1016 / j.mechmat.2017.03.017. [CrossRef] [Google Scholar] 41. Лю Ю.Д., Ю. Дж.Л., Чжэн З.Дж., Ли Дж.Р. Численное исследование скоростной чувствительности клеточных металлов. Int. J. Solids Struct. 2009; 46: 3988–3998. DOI: 10.1016 / j.ijsolstr.2009.07.024. [CrossRef] [Google Scholar] 42. Zheng Z., Liu Y., Yu J., Reid S.R. Динамическое дробление ячеистых материалов: модели волн на основе континуума для переходных и ударных режимов. Int. J. Impact Eng. 2012; 42: 66–79. DOI: 10.1016 / j.ijimpeng.2011.09.009. [CrossRef] [Google Scholar] 43. Zou Z., Reid S.R., Tan P.J., Li S., Harrigan J.J. Динамическое дробление сот и особенности ударных фронтов. Int. J. Impact Eng. 2009. 36: 165–176. DOI: 10.1016 / j.ijimpeng.2007.11.008. [CrossRef] [Google Scholar] 44. Чжэн З.Дж., Ю. Дж.Л., Ли Дж.Р. Динамическое дробление двумерных ячеистых структур: исследование методом конечных элементов. Int. J. Impact Eng. 2005. 32: 650–664. DOI: 10.1016 / j.ijimpeng.2005.05.007. [CrossRef] [Google Scholar] 45. Авалле М., Белингарди Г., Монтанини Р. Характеристика полимерных конструкционных пен при сжимающей ударной нагрузке с помощью диаграммы поглощения энергии.Int. J. Impact Eng. 2001. 25: 455–472. DOI: 10.1016 / S0734-743X (00) 00060-9. [CrossRef] [Google Scholar] 46. Руш К.С. Энергопоглощающие характеристики вспененных полимеров. J. Appl. Polym. Sci. 1970; 14: 1433–1447. DOI: 10.1002 / приложение.1970.070140603. [CrossRef] [Google Scholar] 47. Мильц Дж., Рамон О. Энергопоглощающие характеристики вспененных полимеров, используемых в качестве амортизирующих материалов. Polym. Англ. Sci. 1990; 30: 129–133. DOI: 10.1002 / pen.760300210. [CrossRef] [Google Scholar] 48. Тан П.Дж., Харриган Дж.Дж., Рид С.Р.Эффекты инерции при одноосном динамическом сжатии пенопласта из алюминиевого сплава с закрытыми порами. Матер. Sci. Technol. 2002. 18: 480–488. DOI: 10.1179 / 026708302225002092. [CrossRef] [Google Scholar] 49. Тан П.Дж., Рид С.Р., Харриган Дж.Дж., Зоу З., Ли С. Динамические характеристики прочности на сжатие алюминиевых пен. Часть II — «ударная» теория и сравнение с экспериментальными данными и численными моделями. J. Mech. Phys. Твердые тела. 2005; 53: 2206–2230. DOI: 10.1016 / j.jmps.2005.05.003. [CrossRef] [Google Scholar] 50. Рид С.Р., Пэн К.Динамическое одноосное дробление древесины. Int. J. Impact Eng. 1997; 19: 531–570. DOI: 10.1016 / S0734-743X (97) 00016-X. [CrossRef] [Google Scholar] 51. Янке Д., Азаде-Ранджбар В., Йылдыз С., Андреопулос Ю. Обмен энергии при сопряженных взаимодействиях между ударной волной и металлическими пластинами. Int. J. Impact Eng. 2017; 106: 86–102. DOI: 10.1016 / j.ijimpeng.2017.02.011. [CrossRef] [Google Scholar] 52. Андена Л., Каимми Ф., Леонарди Л., Накукки М., Де Паскалис Ф. Сжатие пенополистирола и полипропилена для поглощения энергии: комбинированное механическое и микроструктурное исследование.J. Cell. Пласт. 2019; 55: 49–72. DOI: 10.1177 / 0021955X18806794. [CrossRef] [Google Scholar] 53. Пей Л., Го Ю. Б., Чжоу М. В., Шим В. П. У. Реакция анизотропного пенополиуретана на сжатие при различных углах нагрузки и скоростях деформации. Int. J. Impact Eng. 2019; 127: 154–168. [Google Scholar] 54. Миральбес Р., Ранц Д., Ивенс Дж., Гомес Дж. А. Определение характеристик пробковых и пробковых агломератов при сжимающих нагрузках с помощью диаграмм поглощения энергии. Евро. J. Wood Wood Prod. 2020; 79: 719–731. DOI: 10.1007 / s00107-020-01625-7.[CrossRef] [Google Scholar] 55. Fan Z., Zhang B., Liu Y., Suo T., Xu P., Zhang J. Композитный пенопласт с взаимопроникающей фазой на основе пористого алюминиевого каркаса для высокого поглощения энергии. Polym. Контрольная работа. 2021; 93: 106917. DOI: 10.1016 / j.polymertesting.2020.106917. [CrossRef] [Google Scholar]

Полиолефиновые теплоизоляционные трубки — Полиэтиленовые трубки из сшитого полиэтилена

Изоляционные трубки Aerofoam® XLPE производятся в Индии из сшитого полиолефинового пенопласта с закрытыми ячейками.Благодаря превосходному контролю за конденсацией, длительной тепловой блокировке и звукопоглощающим свойствам полиолефиновые теплоизоляционные трубки доступны в диапазоне толщины и диаметра для использования со стандартными размерами труб до 40 дюймов. Трубки могут быть покрыты фольгой или приобретены без покрытия.

Полиолефиновые трубки Aerofoam® XLPE обладают очень хорошей стабильностью размеров, демонстрируя «эффект памяти», который позволяет им сохранять свою первоначальную форму после сжатия.

Пробирки не представляют опасности для здоровья человека, поскольку производственный процесс не содержит ХФУ и ГХФУ, что приводит к очень низким уровням ЛОС. Продукт считается экологически чистым с низким потенциалом разрушения озонового слоя (ODP) и потенциалом глобального потепления (GWP) и соответствует требованиям LEED, которые помогают зданиям накапливать больше баллов LEED.

Для получения дополнительной информации загрузите каталог изоляционных трубок Aerofoam® XLPE ниже.

ТОВАР
  • Материал: Пенополиолефин с закрытыми ячейками, сшитый из фольги алупет
  • Плотность: 25 кг / м³ (только пенопласт)
  • Толщина: 5 мм, 10 мм, 12 мм, 15 мм, 20 мм, 25 мм, 30 мм, 40 мм, 50 мм
  • Диаметр: ½ ’’ — 40 ’’
  • Длина: 1м, 1.2м, 1,5м
  • Цвет: Серый с серебряной фольгой.
ПРИМЕНЕНИЕ
НЕДВИЖИМОСТЬ
  • Огнестойкость «КЛАСС O» согласно BS 476, части 6 и 7
  • Очень низкая проницаемость для водяного пара (0 допусков)
  • Водонепроницаемость за счет предварительно нанесенной фольги alupet
  • Коэффициент диффузии водяного пара> 60000
  • Высокая термическая эффективность (λ24 ˚C = 0,034 Вт / мК; λ46 ˚C = 0,037 Вт / мК)
  • Широкий температурный диапазон (от -50 ˚C до +105 ˚C)
  • Химическая стойкость к большинству химикатов, таких как натрий, диоксид кремния, фторид, хлорид и т. Д.
  • Антибактериальное и противогрибковое
  • Экологичность — ODP = 0 и GWP <5
  • Очень низкий уровень выбросов ЛОС (<4 мкг / м² / час за 24 часа)
  • Хорошая механическая стойкость
  • Звукопоглощающие свойства
  • Идеально подходит для труб большинства размеров
  • Простая и быстрая установка
  • Эстетический вид.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *