缓冲材料动态缓冲性能的测定
缓冲材料动态缓冲性能的测定
1 实验目的
1.1 熟悉仪器的原理及使用方法，学习分析实验结果；
1.2 了解缓冲材料动态缓冲性能测定的具体情况及模拟条件；
1.3 掌握国家标准测试方法，了解分析实验产生误差的原因；
2 实验原理及相关标准
2.1 实验原理
本实验原理是通过改变垂直导向下落式测试仪上重锤的质量对试样进行冲击实验测定重锤碰撞缓冲材料瞬时加速度的变化情况，经过数据分析和处理后得出的缓冲材料的动态性能。
2.2 相关标准
2.2.1 按GB/T 4857.17的规定准备试验样品，数量一般不少于3件；
2.2.2 按GB/T 4857.1 的规定，对试验样品各部位进行编号(只要求了解)；2.2.3 按GB/T 4857.2的规定，选定试验样品的实际工作环境对试验样品进行温湿度预处理（只要求了解）；
2.2.4按GB/T 18943-2008/ISO 4651:1988的规定，对试样进行动态冲击试验。
3 实验时间及地点
2011年11月8日下午4:00-5:30 食品学院院楼包装测试实验室
4 实验设备
DY-3冲击实验机游标卡尺
5 实验步骤
5.1试样的采集：试样尺寸为200*200mm，高度50±0.2mm（当厚度小于50mm时允许叠放）。试样各处高度相差不大于0.1 mm,两端面与主轴必须垂直。
环境预处理：在标准环境湿度（23℃±2℃，50％±2％）下进行状态调节，时间为24小时。
5.2 用电子天平称量预处理后试样的重量，游标卡尺测量试样的长宽高，并记录数据。
5.3按下冲击机电源开关，指示灯亮，打开计算机和软件；
5.4 进入软件工作界面：新建项目——>新建文件夹并命名——>点击文件夹进入，新建文件并命名——>确定，进入测试界面。
5.5调整冲击机重锤跌落高度为60cm（要除去试样厚度）；
5.6 按下“连降”按钮，提手下降，扣住重台，按“点升”按钮，将重台提升一段距离后，将试样放置在冲击台面中央位置并用胶带固定。然后按“连升”按钮，同时在软件测试界面的左下角点击“开始”。提手上升到设定高度后释放重台，在冲击瞬间由采集器记录重台加速度变化情况并转化成数字信号到计算机上记录成冲击波曲线图。然后在软件中滤波，最后进行修剪并保存。
5.7 在重台上不断增加砝码重量（总重量分别为11kg、12kg、15kg、17kg），按照上面的操作重复冲击试样4次并将数据保存。
5.8 将4次冲击实验的数据在软件中进行拟合，得出试样动态缓冲曲线。
6 数据记录
表一实验配置
表二实验数据
7 数据分析
表三数据分析
图一最大加速度-最大静应力关系曲线图
图二缓冲系数-最大静应力关系曲线图
图三最大压缩-静应力曲线图
8 结果讨论与分析
8.1最大压缩-静应力曲线图理论上应当为呈S形上升的曲线，但由于本组实验操作问题，采得数据随机分散，无法拟合成恰当图形，这可能是由于跌落高度、材料试样厚度和静应力一定时，塑性形变会随着冲击次数的增加而增加，从而导致峰值加速度、刚度损失，密度也随着冲击次数增加而增加，这会对材料的最大压缩-静应力曲线有很大影响；
8.2 试样要固定并且要保证放在冲击台面的中央位置，冲击过程要保证一次到位；
8.3 必须要等砝码提升超过红外接收采集器后才能点击“开始”，重锤上升后实验人员不得将手靠近冲击台，防止危险发生；
8.4 第四次增加砝码的重量要依据拟合的结果来定，一般前三次试验后进行一次拟合，根据拟合效果来增加或者减少砝码的重量。
材料动态测试的标准
材料动态测试的标准 ---材料测试的一站式解决方案 BOSE ElectroForce TM 系列设备基于BOSE专利的动磁技术，以绝对的技术优势替代传统的DMA/DMTA测试系统，弥补了传统设备无法克服的种种应用缺陷。不仅可以完成传统系统无法完成的大样本、高精度试验，同时还具备其他多种动/静态材料力学性能测试功能，真正一机多用，从而大幅降低投资及维护成本，是测试工程师的理想设备和完美组合。 技术优势： 大样本及成品（零件）的动态粘弹性分析 突破传统DMA/DMTA对测试力值及样本尺寸的限 制，市场上唯一的大力值，超大测试舱的动态粘 弹性分析仪，除满足标准的DMA/DMTA等测试外， 使大样本及成品甚至零件进行动态粘弹性测试成 为可能。 极高的控制及测量精度 毫克级应力加载控制和纳米级的应变测量，确保 高精度的测量结果。另外，可以完成拉、压、 弯、剪等多种物料加载模式下进行试验，还可以 精确进行过程控制，包括频率，振幅，温度，预 循环等参数，这是对传统“黑匣子”设计的一次 革命性改进。 一机多用 除应用于通用粘弹性材料（高分子材料/复合材料）的动态粘弹谱分析（DMA/DMTS）以外，此系统还可作为通用材料试验机进行疲劳测试、动态力学性能分析，真正做到从静态到动态的一站式材料测试完整解决方案。 超长的使用寿命 整个系统无轴承等任何摩擦部件，不需润滑，传统设备尚需大型空压机及气源为空气轴承提供动力，不仅降低使用寿命，而且增加维护成本，而经多年实践表明，博士系统运行达万亿亿周期不需要任何维护费用，寿命提高5倍以上。
美国BOSE公司材料动态粘弹性测试仪(DMA/DMTA) BOSE ElectroForce TM是一种革命性的材料动态力学性能分析测试系统，其集成了BOSE专利动磁线性电机 以及专利无摩擦悬挂系统，同时在一台机器上实现的高性能、高频率、高精度以及无与伦比的耐用性. BOSE ElectroForce TM应用了专利技术的Bose电磁线形电机： ▓ 高应用频率范围 – 从0.00001赫兹直至400赫兹，可输出具有优异负荷及频率特性的线性力。 ▓ 宽范围动态应力加载 – ELF3200型动态应力加载范围从数毫克至450牛顿 ▓ 高精度应力输出控制/应变响应测量 – 高电机输出力与低磁铁质量获得高加速度（200Gs）、高频率（超过400Hz）、高速度（超过3米/秒）,无摩擦阻力悬挂系统提供无比的高精度及耐用性（控制精度可达2.5毫克、6纳米）。 ▓ 高性能夹具及环境试验舱 – 提供完备的各种钛合金夹具以及精确控制的环境试验舱（冷/热、盐水、生物培养舱等）。 ▓ 高度耐用性 – 运行数亿亿个周期无需任何维护！ ▓ 使用环境洁净环保 – 无任何液压、气动系统；无任何轴承等机械摩擦部件；完全无油、无输送管道、无噪音、彻底免维护。 ▓ 安全节能 – 可直接连接普通实验室220伏电源，低能耗，极低噪音。
半导体激光器系统的动态特性研究资料
山西大学 物理电子工程学院实验论文 半导体激光器稳频系统的动态特性研究 学院：物理电子工程学院 专业：光信息科学与技术 导师：王彦华 姓名：杜小娇任思宇 学号：2013274002 20132740
半导体激光器稳频系统的动态特性研究 摘要：本实验在现代社会中自动控制系统技术的启发下，考虑到目前激光技术的发展前景广阔，应用也比较广泛，决定将用类似的方法研究激光器稳频系统的动态特性。在闭环系统中通过不同干扰信号的扰动，观察整个系统的响应，最终得到传递函数，进而分析出该系统的幅频和相频特性。关键字：激光器稳频系统干扰信号传递函数幅频特性相频特性 （一）引言 提高激光器系统稳定性在激光技术、超精密加工、测量设备量子信息等诸多科技前沿领域有着举足轻重的地位。影响激光系统稳定性的因素有很多，例如激光器、气压、震动等。如果激光器系统的稳定性提高到十几个小时乃至更高，那么对于恶劣环境的干扰就可以得以消除，更有利于实验的进行。对于激光器稳定性的研究更显得尤为重要，在激光器输出功率稳定性[1-2]的系统中，都实现了激光器输出功率的长期稳定性。在山西大学[3-6]也有很多实验需要建立在稳定系统来进一步发展。二阶闭环系统稳定的研究过程中针对信号及信号处理[7-8]已经有了较为成熟的一系列体系。因此，结合自动控制理论研究激光器系统及其动态响应，以实验结果为依据，对特定环境下激光器的结构设计的优化以及环路的参数的确定和调试，进行数学建模，从而提供更科学的处理方案，并给出一些的针对性的建议是非常重要的研究工作。 （二）实验原理 2.1半导体激光器（ECDL） 激光器的种类很多，分类的依据也有很多。其中根据其增益介质的不同可分为气体激光器、固体激光器、光纤激光器、染料激光器以及半导体激光器。半导体激光器因其结构紧凑、操作简单、便于集成、价格低廉、功耗低、工作波长范围大等优点而被广泛应用于冷原子物理、量子操控等前沿研究和高分辨率光谱，高精度测量很多技术领域。因此实验中将对半导体激光器稳定性进行了研究与分析。 我们在实验中为了更好控制半导体中发光二极管发出的光经谐振腔不断放大后发射出激光的不同模式，采用了光栅反馈式选模。光栅对激光有色散的作用，进而不同波长的波可以清楚辨别，通过调节光栅的角度，进而可以实现不同频率的激光反馈回激光器中。
缓冲材料种类
缓冲材料种类很多，难以尽述，下面就包装上常用的几种缓冲材料作一介绍： (1)聚苯乙烯泡沫塑料 聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主体，加入发泡剂等添加剂制成，它是目前使用最多的一种缓冲材料。它具有闭孔结构，吸水性小，有优良的抗水性；密度小，一般为0.015～0.03；机械强度好，缓冲性能优异;加工性好，易于模塑成型；着色性好，温度适应性强，抗放射性优异等优点。但燃烧时会放出污染环境的苯乙烯气体。 聚苯乙烯泡沫塑料广泛用于各种精密仪器、仪表、家用电器等的缓冲包装，也可用其直接制成杯、盘、盒等包装容器来包装物品。 (2)聚乙烯泡沫塑料 聚乙烯泡沫塑料是以聚乙烯树脂为主体，加发泡剂、交联剂和其它添加剂制成，是十分重要的一种缓冲材料。它具有密度小，最小可达0.01／cm3；缓冲性、耐热性、吸水性小；化学性能稳定，不易受腐蚀；机械性能好，坚韧、有挠性、耐摩擦；加工性能好，易于成型；价格较便宜等优点。 聚乙烯泡沫塑料在包装上广泛用于精密仪器仪表、家用电器、玻璃和陶瓷制品、工艺品、贵重物品等的缓冲包装；可制成缓冲衬垫，作为包装内衬材料；也可制成缓冲袋、缓冲板箱等包装容器；还可制成冷冻食品和热食品的绝热容器等。 (3)聚氨酯泡沫塑料 聚氨酯泡沫塑料是异氰酸酯和羟基化合物经聚合发泡制成，按其硬度
可分为软质和硬质两类，其中软质为主要品种。一般来说，它具有极佳的弹性、柔软性、伸长率和压缩强度；化学稳定性好，耐许多溶剂和油类；耐磨性优良，较天然海绵大20倍；还有优良的加工性、绝热性、粘合性等性能，是一种性能优良的缓冲材料，但价格较高。 聚氨酯泡沫塑料一般只用于高档精密仪器、贵重器械、高档工艺品等的缓冲包装或衬垫缓冲材料，也可制成精致的、保护性极好的包装容器；还可采用现场发泡对物品进行缓冲包装。 (4)聚氯乙烯泡沫塑料 聚氯乙烯泡沫塑料是以聚氯乙烯树脂为主体，加入发泡剂及其它添加剂制成，是一种使用较早的泡沫塑料。分硬质和软质两类，而以软质居多。它具有良好的机械性能和冲击吸收性；是一种闭孔型柔软的泡体；其密度在0.05～0.1g／cm3之间；化学性能稳定，耐腐蚀性强；不吸水，不易燃烧，价格便宜。但它的耐候性差，有一定毒性等。 聚氯乙烯泡沫塑料是一种较普通的缓冲材料，可制成盒、箱等包装容器，也可制成衬垫、衬板等，用以包装一般物品。 (5)聚丙烯泡沫塑料 聚丙烯泡沫塑料是以聚丙烯树脂为主体，加入发泡剂及其它添加剂制成。它机械强度较好，有优良的抗拉强度、柔韧性和弹性摩擦系数大，耐磨性能好，有助于制止与其相接触的光滑表面的滑动密度小，绝热性优良；无毒、无味等。但它对光的稳定性差。 聚丙烯泡沫塑料是一种性能优良的缓冲材料，由于其对光洁表面的优良保护性能，已广泛用于家俱、镶板、高档仪器和具有光洁面的金属
系统动态特性分析
系统动态特性分析。 （1）时域响应解析算法――部分分式展开法。 用拉氏变换法求系统的单位阶跃响应，可直接得出输出c(t)随时间t 变化的规律，对于高阶系统，输出的拉氏变换象函数为： s den num s s G s C 11)()(?=? = （21） 对函数c(s)进行部分分式展开，我们可以用num,[den,0]来表示c(s)的分子和分母。 例 15 给定系统的传递函数： 24 50351024 247)(23423+++++++=s s s s s s s s G 用以下命令对 s s G ) (进行部分分式展开。 >> num=[1,7,24,24] den=[1,10,35,50,24] [r,p,k]=residue(num,[den,0]) 输出结果为 r= p= k= -1.0000 -4.0000 [ ] 2.0000 -3.0000 -1.0000 -2.0000 -1.0000 -1.0000 1.0000 0 输出函数c(s)为： 01 11213241)(+++-+-+++-= s s s s s s C 拉氏变换得： 12)(234+--+-=----t t t t e e e e t c （2）单位阶跃响应的求法： 控制系统工具箱中给出了一个函数step()来直接求取线性系统的阶跃响应，如果已知传递函数为： den num s G = )( 则该函数可有以下几种调用格式： step(num,den) (22) step(num,den,t) (23) 或 step(G) (24) step(G,t) (25) 该函数将绘制出系统在单位阶跃输入条件下的动态响应图，同时给出稳态值。对于式23和25，t 为图像显示的时间长度，是用户指定的时间向量。式22和24的显示时间由系统根据输出曲线的形状自行设定。
检测系统的静态特性和动态特性
检测系统的静态特性和动态特性 检测系统的基本特性一般分为两类：静态特性和动态特性。这是因为被测参量的变化大致可分为两种情况，一种是被测参量基本不变或变化很缓慢的情况，即所谓“准静态量”。此时，可用检测系统的一系列静态参数（静态特性）来对这类“准静态量”的测量结果进行表示、分析和处理。另一种是被测参量变化很快的情况，它必然要求检测系统的响应更为迅速，此时，应用检测系统的一系列动态参数（动态特性）来对这类“动态量”测量结果进行表示、分析和处理。 研究和分析检测系统的基本特性，主要有以下三个方面的用途。 第一，通过检测系统的已知基本特性，由测量结果推知被测参量的准确值；这也是检测系统对被测参量进行通常的测量过程。 第二，对多环节构成的较复杂的检测系统进行测量结果及（综合）不确定度的分析，即根据该检测系统各组成环节的已知基本特性，按照已知输入信号的流向，逐级推断和分析各环节输出信号及其不确定度。 第三，根据测量得到的（输出）结果和已知输入信号，推断和分析出检测系统的基本特性。这主要用于该检测系统
的设计、研制和改进、优化，以及对无法获得更好性能的同类检测系统和未完全达到所需测量精度的重要检测项目进行深入分析、研究。 通常把被测参量作为检测系统的输入（亦称为激励）信号，而把检测系统的输出信号称为响应。由此，我们就可以把整个检测系统看成一个信息通道来进行分析。理想的信息通道应能不失真地传输各种激励信号。通过对检测系统在各种激励信号下的响应的分析，可以推断、评价该检测系统的基本特性与主要技术指标。 一般情况下，检测系统的静态特性与动态特性是相互关联的，检测系统的静态特性也会影响到动态条件下的测量。但为叙述方便和使问题简化，便于分析讨论，通常把静态特性与动态特性分开讨论，把造成动态误差的非线性因素作为静态特性处理，而在列运动方程时，忽略非线性因素，简化为线性微分方程。这样可使许多非常复杂的非线性工程测量问题大大简化，虽然会因此而增加一定的误差，但是绝大多数情况下此项误差与测量结果中含有的其他误差相比都是可以忽略的。
一种描述材料动态缓冲特性的新参数
振动与冲击 第!"卷第#期$%&’()*%+,-.’)/-%()(012%34,567!"(57#!"" ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 8 一种描述材料动态缓冲特性的新参数" 陶俊林8蒋平!余作生8 （8中国工程物理研究院结构力学研究所，四川绵阳9!8:""!西南石油学院，四川南充9;<""8）摘要本文对木材动态缓冲特性进行了实验研究，对=.>89<包装用缓冲材料动态压缩试验方法进行了有益的补充，得到了木材动态缓冲特性，提出了一个表征材料动态缓冲特性的新参数。 关键词：动态缓冲特性，木材，实验研究 中图分类号：8<"8 "引言 迄今为止，木包装仍然是十分重要、应用相当广泛的运输包装材料。对于木材这种各向异性天然复合材料冲击性能的研究在国内外均少有报道，人们对于广泛用于防撞缓冲的木材的动态缓冲特性尚缺乏深入的了解，也没有一套完全成熟的木材动态缓冲特性测量方法。 8木材动态缓冲特性实验探索 材料动态缓冲特性实验通常是通过用自由跌落的重锤对木材施加冲击载荷以模拟材料在实际包装中作缓冲材料时可能受到的冲击作用。 虽然包装用缓冲材料动态压缩试验方法已形成了国家标准=.>89<，但是通过分析发现该试验方法主要是模拟包装材料在装卸过程中受到的多次冲击作用，并且要求试件的残余变形不超过8"@。这种试验方法在衡量试样大变形情况下的动态缓冲性能时存在着两大问题：一是对于在冲击过程中组织与结构会发生变化的材料，用此方法来研究其（特别是其初始组织与结构）动态缓冲特性的可靠度有待考虑。而通过静态压缩实验可以看出木材受压后其性能有较大的变化，所以用=.>89<来研究木材动态缓冲特性是不太合适的；二是该标准不能用来估计在一次性冲击中就失效这种情况下材料的缓冲特性。 由于以上原因，在进行木材动态缓冲特性实验研究时没有采用=.>89<，而是另外提出了两套实验方案。实验方案一与=.>89<的最主要的区别是：方案一把=.>89<中“使试验机的重锤从预定的跌落高度冲击试验样品，连续冲击A次……”改为“使试验机的重锤从预定的跌落高度冲击试验样品，一次冲击一个试验样品，至少用A个试件来完成某一方向的冲击试验……”。其目的是研究木材原始组织状态时的缓冲性能。 为了研究在一次性强冲击作用下就失效时木材的缓冲性能，设计了实验方案二。实验方案二与=.>89<的最主要区别是：=.>89<是不要求试件失效；而实验方案二则要求试件在一定高度重锤的一次冲击下刚好失效。 !木材动态缓冲特性实验 根据实验方案一与方案二进行了木材动态缓冲特性的实验。实验设备是中物院结构力学研究所的02’:9"!高精度落锤实验机。试件材料取自四川平武的云杉。 方案一中试件尺寸为;"BB C;"BB C;"BB，落锤的跌落高度为!米，采用的锤重有：979;DE，>7" 材料性能测试 拉伸：1.什么是弹性变形？弹性变形有何特点？弹性变形的实质是什么？ 概念：材料受载后产生变形，卸载后这部分变形消失，材料恢复到原来状态的性质，性能指标有弹性模量、比例极限和弹性极限、弹性比功等。 特点：弹性变形的重要特征是其可逆性，即金属在外力作用下，先产生弹性变形，当外力去除后，变形随即消失而恢复原状，表现为弹性变形可逆性特点。在弹性变形过程中，不论是在加载期还是卸载期，应力应变之间都保持单值线性关系，且弹性变形量比较小，一般不超过1%。本质：材料产生弹性变形的本质，概括说来，都是构成材料的原子(离子、分子)自平衡位置产生可逆位移的反映。原子弹性位移量只相当于原子间距的几分之一，所以弹性变形量小于 2、如何解释金属材料的弹性变形过程？ 3、弹性变形与弹性极限有何区别？弹性极限与弹性模量的区别。前者是材料的强度指标，它敏感地取决于材料的成分、组织及其他结构因素。而后者是刚度指标，只取决于原子间的结合力，属结构不敏感的性质。 4、什么是弹性比功？提高材料弹性比功的途径有哪些？ 5、什么是屈服？影响屈服强度的因素有哪些？内在因素：晶体结构(位错阻力不同)。晶界和亚结构(细晶强化、晶界强化)，溶质元素(固溶强化)，第二相(第二相强化)，外在因素有温度、应变速率和应力状态等。6.。什么是应变硬化？金属材料的应变硬化有何意义？意义1）应变硬化可使金属机件具有一定的抗偶然过载能力，保证机件安全；2）应变硬化和塑性变形适当配合可使金属进行均匀塑性变形；3）应变硬化是强化金属的重要工艺手段之一，可以单独使用，也可与其他强化方法联合使用，对多种金属进行强化，尤其对于那些不能热处理强化的金属材料；4）应变硬化还可以降低塑性，改善低碳钢的切削加工性能。 7、细化金属晶粒既可提高强度，又可提高塑性，这是为什么？8、什么是超塑性？产生超塑性的条件是什么？超塑性有何特点？9、什么是韧性断裂、脆性断裂？各有何特点？(1)韧性断裂：①明显宏观塑性变形；②裂纹扩展过程较慢； ③断口常呈暗灰色纤维状。④塑性较好的金属材料及高分子材料易发生韧断。脆性断裂：①无明显宏观塑性变形；②突然发生，快速断裂；③断口宏观上比较齐平光亮，常呈放射状或结晶状④淬火钢、灰铸铁、玻璃等易发生脆断。 10、什么是解理断裂、剪切断裂？各有何特点？剪切断裂：①切应力下，沿滑移面滑移分离而造成的断裂。②分为纯剪切断裂和微孔聚集型断裂。③纯剪切断裂：断口呈锋利的楔形。④微孔聚集型断裂：宏观上呈暗灰色、纤维状;微观上分布大量“韧窝”。解理断裂：①正应力下，原子间结合键破坏，沿特定晶面，脆性穿晶断裂。②微观特征：解理台阶、河流花样和舌状花样。③裂纹源于晶界。11、试用双原子作用力模型推导材料的理论断裂强度。 12、试述Griffith裂纹理论分析问题的出发点及思路，指出该理论的局限性。13、什么是应力状态软性系数？利用最大切应力与最大正应力的比值表示它们的相对大小，称为应力状态软性系数，记为α14、比较布氏、洛氏、维氏硬度试样的优缺点及应用范围。15、什么是冲击韧度？低温脆性？蓝脆？冲击韧性：材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能力，是材料强度和塑性的综合表现。低温脆性现象：在低温下，材料的脆性急剧增加，实质:温度下降，屈服强度急剧增加16、影响冲击韧性和韧脆转变温度的因素有哪些？17、什么是磨损？磨损包括哪几种类型18、磨损过程包括哪几个阶段？各阶段有何特点？19、提高材料耐磨性的途径有哪些？20、什么是蠕变？按照蠕变速率的变化情况，可将蠕变过程分为哪三个阶段？各个阶段的特点是什么？21、蠕变变形机理包括哪几种？22、影响金属高温力学性能的因素主要有哪些？23.什么是热膨胀？热传导？极化？大多数物体都会随温度的升高而发生长度或体积的变化，这一现象称为热膨胀。材料的内部存在温度梯度时，热能将从高温区流向低温区，这一过程称为热传导。极化：介质在外加电场的作用下产生感应电荷的现象.24.电介质有哪些主要的性能指标？介电常数、介电损耗、介电强度.25. 什么是介电损耗？电介质为什么会产生介电损耗？电介质材料在交变电场作用下由于发热而消耗的能量称为介电损耗。原因：电导（漏导）损耗：通过介质的漏导电流引起的电流损耗。极化损耗：电介质在电场中发生极化取向时，由于极化取向与外加电场有相位差而产生的极化电流损耗。介电损耗越小越好。26. 什么是透光率和雾度？透光率是指透过材料的光通量与入射材料的光通量的百分比。雾度是由于材料内部或外表面光散射造成的云雾状或浑浊的外观，是散射光通量与透过材料总光通量的百分比。27.透光性与透明性有何区别与联系？①透光率表征材料的透光性，但透光性与透明性是两个不同的概念。②透光性只是表示材料对光波的透过能力。③透明性却是指一种材料可使位于材料一侧的观察者清晰无误地观察到材料另一侧的物体的影像。④只有透光率高且雾度小的材料才是透明性好的材料。28. 金属材料均匀腐蚀和局部腐蚀程度的指标有哪些？均匀腐蚀：腐蚀速率的质量指标。腐蚀速率的深度指标.局部腐蚀：腐蚀强度指标；腐蚀的延伸率指标。29. 金属腐蚀的防护措施有哪些？30. 什么是老化？高分子材料在加工、使用、贮存过程中，受到光、热、氧、潮湿、水分、机械应力和生物等因素影响，引起微观结构的破坏，失去原有的物理机械性能，最终丧失使用价值，这种现象称为老化。31. 材料热稳定性的衡量指标是什么？测试方法有哪些？热稳定性是材料的重要性能。高分子受热分解破坏，物理机械性能丧失。通常用热分解温度来衡量其热稳定性。热重分析（TGA）差热分析（DTA）差示扫描量热（DSC） 材料技术性能及检 测标准 1 一．砼用砂: 1．执行标准:JGJ52-92<普通砼用砂质量标准及检验方法> 3．检验项目: 若受检单位能够提供法定检测单位出具的,能够证明该批砂子合格的检测报告原件,则只做以下必检项目: 颗粒级配;含泥量;泥块含量;CI-含量检验 若无证明材料,或法定单位检测报告与产品不符(有较大差异)时则应对该批材料进行: 1)颗粒级配 2)表观密度 3)紧密和堆积密度 4)含水率 5)含泥量 6)泥块含量 7)有机物含量 8)云母含量 9)轻物质含量 10) 坚固性 11) 硫化物及硫酸盐含量 12) CI-含量 13) 碱活性(根据双方商定)检验 2 二．砼用卵石(碎石): 1．执行标准:JGJ53-92<普通砼用卵石(碎石)质量标准及检验方法> 3．检验项目: 若受检单位能够提供法定检测单位出具的,能够证明该批卵石(碎石)合格的检测报告原件,则只做以下必检项目: 颗粒级配;含泥量;泥块含量;压碎指标;针片状含量 若无证明材料,或法定单位检测报告与产品不符(有较大差异)时则 应对该批材料进行: 1) 颗粒级配 2) 表观密度 3) 紧密和堆积密度 4) 含泥量 5) 泥块含量 6) 有机物 7) 针片状含量 8) 坚固性 10) 压碎指标 11) 硫化物及硫酸盐含量 12) 碱活性(根据双方商定)。 3 三．混凝土试块: 1．执行标准:GBJ107-87<砼强度检验评定标准> 3．检验项目:抗压强度。 四．砂浆试块: 1．执行标准:JGJ70-90<建筑砂浆基本性能测试方法> 3．检验项目:立方体拉压强度。 六．烧结普通砖: 1．执行标准:GB/T5101-1998<烧结普通砖> 3．检验项目: 若受检单位能够提供法定检测单位出具的,能够证明该批烧结普通砖合格的检测报告原件,则只做以下必检项目: 外观质量;尺寸偏差;抗压强度 若无证明材料,或法定单位检测报告与产品不符(有较大差异)时则应对该批材料进行: 1) 尺寸偏差 2) 外观质量 3) 抗压强度 4) 冻融 5) 泛霜 4 简述系统动态特性及其测定方法 系统的特性可分为静态特性和动态特性。其中动态特性是指检测系统在被测量随时间变化的条件下输入输出关系。一般地，在所考虑的测量范围内，测试系统都可以认为是线性系统，因此就可以用一定常线性系统微分方程来描述测试系统以及和输入x (t)、输出y (t)之间的关系。 1) 微分方程：根据相应的物理定律（如牛顿定律、能量守恒定律、基尔霍夫电 路定律等），用线性常系数微分方程表示系统的输入x 与输出y 关系的数字方程式。 a i 、 b i (i=0,1,…)：系统结构特性参数，常数，系统的阶次由输出量最高微分阶次决定。 2) 通过拉普拉斯变换建立其相应的“传递函数”，该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其相应的“频率响应函数”，以此来描述测试系统的特性。 定义系统传递函数H(S)为输出量与输入量的拉普拉斯变换之比，即 式中S 为复变量，即ωαj s += 传递函数是一种对系统特性的解析描述。它包含了瞬态、稳态时间响应和频率响应的全部信息。传递函数有一下几个特点： （1）H(s)描述系统本身的动态特性，而与输入量x (t)及系统的初始状态无关。 （2）H(S)是对物理系统特性的一种数学描述，而与系统的具体物理结构无关。H(S)是通过对实际的物理系统抽象成数学模型后，经过拉普拉斯变换后所得出的，所以同一传递函数可以表征具有相同传输特性的不同物理系统。 （3）H(S)中的分母取决于系统的结构，而分子则表示系统同外界之间的联系，如输入点的位置、输入方式、被测量以及测点布置情况等。分母中s 的幂次n 代表系统微分方程的阶数，如当n =1或n =2 时，分别称为一阶系统或二阶系统。 一般测试系统都是稳定系统，其分母中s 的幂次总是高于分子中s 的幂次(n>m)。 材料性能与测试习题 绪论 1、简答题 什么是材料的性能？包括哪些方面？ [提示] 材料的性能定量地反映了材料在给定外界条件下的行为； 第一章单向静载下力学性能 1、名词解释： 弹性变形塑性变形弹性极限弹性比功包申格效应弹性模量滞弹性内耗韧性超塑性韧窝 2、简答 1) 材料的弹性模量有那些影响因素？为什么说它是结构不敏感指标？ 2) 金属材料应变硬化的概念和实际意义。 3) 高分子材料的塑性变形机理。 4) 拉伸断裂包括几种类型？什么是拉伸断口三要素？如何具体分析实际构件的断裂[提示：参考课件的具体分析实例简单作答]？ 3、计算： 1) 已知钢的杨氏模量为210GPa，问直径2.5mm,长度120mm的线材承受450N 载荷时变形量是多少? 若采用同样长度的铝材来承受同样的载荷，并且变形量要求也相同，问铝丝直径应为多少？(E Al=70GPa) 若用W(E=388 GPa)、钢化玻璃(E=345MPa)和尼龙线(E=2.83GPa)呢？ 2) 一个拉伸试样，标距50mm，直径13mm，实验后将试样对接起来后测量标距81mm，伸长率多少？若缩颈处最小直径6.9mm, 断面收缩率是多少？ 第二章其它静载下力学性能 1、名词解释： 应力状态软性系数剪切弹性模量抗弯强度缺口敏感度硬度 2、简答 1) 简述硬度测试的类型、原理和优缺点？[至少回答三种] 2) 简述扭转实验、弯曲实验的特点？渗碳淬火钢、陶瓷玻璃试样研究其力学性能常用的方法是什么？ 3) 有下述材料需要测量硬度，试说明选用何种硬度实验方法？为什么？ a. 渗碳层的硬度分布， b. 淬火钢， c. 灰口铸铁， d. 硬质合金， e. 仪表小黄铜齿轮， f. 高速工具钢， g. 双相钢中的铁素体和马氏体， h. Ni基高温合金， i. Al 合金中的析出强化相， j. 5吨重的大型铸件， k. 野外矿物 第三章冲击韧性和低温脆性 ASTM D 1596 -97 Standard Test Method for Dynamic Shock Cushioning Characteristics of Packaging Material 包装材料动态缓冲特性的标准测试方法 1. Scope 1.1 This test method covers a procedure for obtaining dynamic shock cushioning characteristics of packaging materials through acceleration-time data achieved from dropping a falling guided platen assembly onto a motionless sample. This test method does not address any effects or contributions of exterior packaging assemblies. 1.2 The data acquired may be used for a single point or for use in developing a dynamic cushion curve for the specific material being tested. Such data may be used for comparison among different materials at specific input conditions, or qualifying materials against performance specifications. Caution should be used when attempting to compare data from different methods or when using such data for predicting in-package performance. Depending upon the particular materials of concern, correlation of such data (from among differing procedures or for predicting in-package performance) may be highly variable. 1.3 The values stated in inch-pound units are to be regarded as the standard. The SI units given in parentheses are for information only. 2. Referenced Documents 2.1 ASTM Standards: D996 Terminology of Packaging and Distribution Environments D4168 Test Method for Transmitted Shock Characteristics of Foam-in-Place Cushioning Materials D 4332 Practice for Conditioning Containers, Packages, or Packaging Components for Testing E 105 Practice for Probability Sampling of Materials E 122 Practice for Choice of Sample Size to Estimate a Measure of Quality for a Lot or Process 3. Terminology 3.1 Definitions-General definitions for packaging and distribution environments are found in Terminology D 996. 缓冲材料力学性能的测试方法研究 摘要 缓冲材料一直伴随着人类社会的进步而在不断地发展着，从以前的碎纸屑、木屑、泡沫塑料发展到现在的很多绿色的缓冲包装材料，比如有蜂窝纸板、玉米秸秆缓冲材料、瓦楞纸板、纸浆模塑制品、珍珠棉以及发泡聚乙烯缓冲材料等，这些新型环保缓冲材料的出现，大大促进了包装工业的发展。 为了能在日常生活中更好的利用缓冲包装材料，所以对缓冲材料力学性能的测试是非常必要的。本文介绍了缓冲材料的主要力学性能包括：压缩性能、拉伸性能、弯曲性能、剪切性能、缓冲性能等，并对各力学性能的测试方法进行了对比分析，尤其是对正交试验、曲线拟合法、计算机仿真设计以及数字相关测量方法等等进行了详细地介绍，为现代缓冲包装材料的开发和研究提出了新的方向。 关键词：缓冲材料，力学性能，测试方法研究 BUFFER MATERIAL MECHANICS PERFORMANCE TESTING METHOD ABSTRACT Buffer material has been accompanied by the progress of human society and developing, and from the previous paper, broken wood, foam development of many green until now, for instance a cushion packaging material of honeycomb paperboard, corn straw cushioning material, corrugated, paper pulp molding products, pearl cotton and foaming polyethylene buffer material, these new environmental buffer material greatly promoted the development of packaging industry. In daily life, in order to better use and so on cushion packaging material buffer material mechanics performance test is very necessary. The paper introduces the main buffer material mechanics properties including compression performance, tensile properties, bending, cutting performance and buffering properties, and the performance of the mechanical properties test methods were analyzed, especially the orthogonal experiment, curve-fitting method of computer simulation, the design and digital correlation method etc. Carried on the detailed introduction to modern cushion packaging material, for the development and research of new direction. KEYWORDS: cushioning materials, mechanical properties, test methods 课程名称：机械动力学与动态特性分析 任课老师：蒙艳玫 学院：机械工程学院 专业：机械制造及其自动化 姓名：韦荣发 学号： 1211301011 1、用机械网络分析一下系统的简化模型： 碎石机（用双重动力减震器） 画出上述系统的机械网络图，设计和分析减振效果 解：（1）由上图可得其机械网络图，如图1-1所示。 图1-1 （2）设计与分析 由图1-1机械网络图可知，整个系统会因偏心质量而发生振动，已知偏心质量m ，偏心距为e ，因此，激振力为： 由以上条件，根据基尔霍夫 节点定律列出位移响应方程： pcos wt （1） 导纳阵为： 所以，若要消除m2、K2系统的振动，即在m2点激振时，其位移响应等于零， 则其自导纳H22=0，所以，。所以： 即，，此频率就是反共振频率，当激振力的频率等于该频率时，m2 和m3的位移等于零.因此在设计减振器时，只要合理的选择减振器的质量、刚度，使它在单独振动时的固有频率等于激振力的频率，就能够消碎石机的振动。 2、结合实际研究课题，以一实际结构或机器为对象， （1）作FRFS测试分析，试述： 1）目的 结合甘蔗实地种植情况和蔗地地形, 利用ADAMS View建立一个轮式小型甘蔗收割机的样机模型, 对其行走转向性能进行仿真分析, 并在平路面基础上建立了田间常见障碍物模型,进一步对收割机越障性能进行仿真研究; 通过虚拟仿真和物理试验相结合的方法,分析比较了不同轴承及间距对刀轴刚性及甘蔗断面切割质盆的影响,并在此基础上提出了一种高刚性的轴承布局方法,为设计低破头率的小型甘蔗联合收获机切割器提供了依据. 2）方法、原理 ①选用多体动力学仿真软件ADAMS View作为仿真分析的软件平台 ②将切割器的结构在Pro/E软件中建立三维实体模型,然后将模型导入到ANSYS软件中,将轴承利用弹性单元进行模拟 3）实验装置，过程 选用多体动力学仿真软件ADAMS View作为仿真分析的软件平台, 对轮胎、悬架转向盘和地面进行。简化建模。模型中所用到的是全局坐标系: 坐标原点在两前轮中心连线中点, 收割机前进方向为X轴负向, 垂直水平面向上为Y轴正向, Z轴正向由右手定则确定, 其质量和转动惯量与实际底盘相同。根据甘蔗种植情 犐犆犛８３．１００ 犌４４ 中华人民共和国国家标准 犌犅／犜１８９４３—２００８／犐犛犗４６５１：１９８８ 代替ＧＢ／Ｔ１８９４３—２００３ 多孔橡胶与塑料 动态缓冲性能测定 犆犲犾犾狌犾犪狉狉狌犫犫犲狉狊犪狀犱狆犾犪狊狋犻犮狊— 犇犲狋犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狅犳犱狔狀犪犿犻犮犮狌狊犺犻狅狀犻狀犵狆犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲 （ＩＳＯ４６５１：１９８８，ＩＤＴ） ２００８ ０４ ０１发布２００８ １０ ０１实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 前 言 本标准等同采用ＩＳＯ４６５１：１９８８《多孔橡胶与塑料 动态缓冲性能测定》，包括其修正案ＩＳＯ４６５１ Ａｍｄ．１：２００６。 本标准代替ＧＢ／Ｔ１８９４３—２００３《多孔橡胶与塑料 动态缓冲性能测定》。 本标准等同翻译ＩＳＯ４６５１：１９８８。 为便于使用，本标准做了下列编辑性修改： ａ） “本国际标准”一词改为“本标准”； ｂ） 用小数点“．”代替作为小数点的逗号“，”。 本标准与ＧＢ／Ｔ１８９４３—２００３的差异如下： ———增加了警告； ———更新了引用标准（见第２章）； ———修正了２００３年版中翻译错误和文字编辑性错误。 本标准的附录Ａ为资料性附录。 本标准由中国石油和化学工业协会提出。 本标准由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会橡胶杂品分会（ＳＡＣ／ＴＣ３５／ＳＣ７）归口。 本标准起草单位：杭州顺豪橡胶工程有限公司。 本标准主要起草人：张庆虎。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： ———ＧＢ／Ｔ１８９４３—２００３。 多孔橡胶与塑料 动态缓冲性能测定 警告———使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。 １ 范围 本标准规定了通过测量物体落在试片上时的最大减速度，测定多孔橡胶材料和刚性及软质泡沫塑料的动态性能的试验方法。此试验主要是供质量保证使用的。而且这种试验也被用来获得设计数据，因此附录Ａ中的注释可以对设计数据予以帮助。 本标准只适用于包装用材料。 ２ 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 ＧＢ／Ｔ２９１８ 塑料试样状态调节和试验的标准环境（ＧＢ／Ｔ２９１８—１９９８，ｉｄｔＩＳＯ２９１：１９９７） ＧＢ／Ｔ２９４１ 橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序（ＧＢ／Ｔ２９４１—２００６，ＩＳＯ２３５２９：２００４，ＩＤＴ） ＧＢ／Ｔ６３４２ 泡沫塑料与橡胶 线性尺寸的测定（ＧＢ／Ｔ６３４２—１９９６，ｉｄｔＩＳＯ１９２３：１９８１） ＨＧ／Ｔ２８６７ 橡胶或塑料涂覆织物 调节与试验的标准环境（ＨＧ／Ｔ２８６７—１９９７，ｉｄｔＩＳＯ２２３１：１９８９） ＩＳＯ８４５ 泡沫塑料和橡胶 表观（体积）密度的测定 ３ 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 ３．１ 静应力 狊狋犪狋犻犮狊狋狉犲狊狊 σＳＴ 落锤总质量与附加质量乘以重力加速度犵ｎ，再除以试片的原始面积。 ３．２ 峰值减速度 狆犲犪犽犱犲犮犲犾犲狉犪狋犻狅狀 犪 落锤冲击试片时的最大减速度，在国际单位制（ＳＩ）中，用ｍ／ｓ２表示。 ３．３ 位移曲线 犱犻狊狆犾犪犮犲犿犲狀狋犮狌狉狏犲 曲线表明在冲击期间由于时间因素，受冲击试片表面的位移情况（见附录Ａ）。 ３．４ 动态应力 犱狔狀犪犿犻犮狊狋狉犲狊狊 落锤对试片施加的减速力除以试片的原始面积。 ３．５ 减速力 犱犲犮犲犾犲狉犪狋犻狅狀犳狅狉犮犲 落锤质量乘以落锤的瞬间减速度。 11061206 孙旭强 1.缓冲材料的种类 （1）泡沫塑料 泡沫塑料由于其良好的缓冲性能和吸振性能成为近代广泛使用的缓冲材料。泡沫塑料具有重量轻、易加工、保护性能好、适应性广、价廉物美等优势，但是也存在着体积大、废弃物不能自然风化、焚烧处理会产生有害气体等缺点。在环境污染严重、自然界资源匮乏的情况下泡沫塑料对环境的危害引起人们的极大重视。虽然随着科技的发展已经研制出降解的塑料，但是这种塑料价格昂贵，处理的条件要求严格，且不能百分之百地降解，因此这种可降解塑料的大范围推广应用受到限制。所以，泡沫塑料将逐渐被其它环保缓冲材料所替代。 （2纸质缓冲包装材料 纸质缓冲包装材料的使用已有一段历史。但是，由于泡沫塑料在价格和性能上的优势，纸质缓冲包装材料的发展受到了限制。近几年来，严重的环境污染问题促使人们把目光转移到环保型缓；中包装材料的发展上。纸质缓冲包装材料就是其中一类。目前市场上使用较多的纸质缓冲包装材料有瓦楞纸板和蜂窝纸板。 瓦楞纸板具有加工性良好、成本低，使用温度范围比泡沫塑料宽、没有包装公害等优点。但也存在一些缺点：如表面较硬，在包装高级商品时不能直接接触内装物的表面，使内装物与缓冲纸板之间出现相对移动而损坏内装物表面；耐潮湿性能差；复原性小等。冲纸板之间出现相对移动而损坏内装物表面；耐潮湿性能差；复原性小等。 蜂窝纸板的强度和刚度高，材耗少、重量轻、内芯密度几乎可与发泡塑料相当。蜂纸板由于内芯中充满空气且互不流通，因此具有良好的防震、隔音性能。蜂窝纸板的生产采用再生纸板材料和水溶胶粘剂，可以百分之百回收，克服了泡沫塑料衬垫对人和自然环境的危害，它是包装领域替代木箱、塑料箱(含塑料托盘、泡沫塑料)的一种新型绿色包装材料。适用于精密仪器、仪表、家用电器及易碎物品的运输包装。 蜂窝纸板因其独特的结构使其较瓦楞板具有更强的抗压、抗拆能力。在生产成本上，蜂窝纸板生产设备的生产效率远不如瓦楞纸板高，所以在材料加工费上瓦楞纸板要比蜂窝纸板低得多。材料性能测试
材料技术性能及检测标准
简述系统动态特性及其测定方法
材料性能与测试-习题集
ASTM D 1596 动态缓冲特性测试
缓冲材料力学性能的测试方法研究
机械动力学与动态特性分析
多孔橡胶与塑料 动态缓冲性能测定(标准状态：现行)
缓冲材料