柱形空气衬垫已被广泛用于产品的缓冲包装,但对其缓冲性能的研究不足导致缺乏使用该材料进行缓冲包装设计的合理方法。本文基于此研究该材料的缓冲性能,探索适用于该材料的缓冲包装设计方法。本文参考国家标准中有关缓冲包装材料缓冲性能的测试方法,分别对柱形空气衬垫进行了静态压缩、动态压缩和正弦扫频振动试验,研究其静态缓冲、动态缓冲和振动传递特性,同时探究了薄膜厚度、初始内压和气柱规格等参数对其缓冲性能的影响规律。在试验基础上,本文改进并应用了一种适用于该材料的缓冲包装设计方法。主要研究内容和结论如下:(1)总结分析有关柱形空气衬垫的缓冲理论,在此基础上进行试验研究。通过静态压缩试验研究薄膜厚度、初始内压对其静态压缩吸能特性的影响。结果表明:薄膜厚度对静态缓冲性能的影响可忽略,实际选择薄膜厚度时应主要根据产品重量考虑柱形空气衬垫的承载和热封处强度是否满足要求;初始内压对其静态缓冲性能的影响表现出较为复杂的规律,在一定范围内初始内压增大后,其静压承载性能提升,总吸能增大,应力较大时弹性比能增大、缓冲系数减小,但过大的初始内压容易导致薄膜鼓包变形后性能不稳定。(2)通过动态压缩试验研究薄膜厚度、初始内压、气柱规格和跌落高度对其动态缓冲性能的影响。结果表明:薄膜厚度对其动态缓冲性能的影响可忽略;在一定范围内初始内压增大后,其最大加速度减小,动态缓冲性能提升;跌落高度增大后,最大加速度也随之增大;气柱规格增大后,最大加速度减小,动态缓冲性能提升。(3)通过正弦扫频振动试验,统一选取5.2kg的质量块和柱形空气衬垫组成振动系统并研究衬垫厚度、初始内压对其振动传递特性的影响。结果表明:该系统在高频时有较强的减振能力,频率大于45Hz后,其振动传递率均小于1且接近于0;衬垫厚度增大,振动传递率峰值减小、系统固有频率减小;初始内压对其振动传递特性影响很小,三种初始内压的柱形空气衬垫的振动传递率-频率曲线几乎重合,减振频率范围基本一致。(4)改进并应用一种适用于柱形空气衬垫的缓冲包装设计方法。该方法通过建立缓冲系数与衬垫厚度方向上的应变的数学关系,应用时首先选定初始内压或者气柱规格这两个设计参数中的任意一个则可以计算出另外一个参数。将其应用于某款酸奶机产品的缓冲包装设计并进行跌落测试,结果表明新的缓冲包装方案防护效果满足要求。