一种新型蜂窝纸板包边工艺及其制品性能研究

目的 为实现蜂窝纸板包边工序的机械化和自动化, 提出一种新型蜂窝纸板包边工艺, 并对其制品的侧面载荷性能, 即侧面戳穿的承载状况进行研究。方法 提出了包含压溃、 压痕、 上胶、 折边和侧面压紧等5个关键工序的新型包边工艺, 并与现有手工包边工艺生产的蜂窝纸板进行对比实验, 测试和分析了2种包边工艺生产的4种不同厚度蜂窝纸板, 在侧边受集中载荷下戳穿所需的最大载荷。结果 手工包边生产工艺的蜂窝纸板侧面受集中力时, 最大戳穿力只与包边纸的性能有关系, 蜂窝纸板厚度对其没有太大的影响; 新型包边工艺生产的蜂窝纸板在侧面受集中力时, 最大戳穿力与包边纸的性能有关, 同时蜂窝纸板厚度对其也会产生较大影响; 新型包边工艺生产的同种规格蜂窝纸板侧面戳穿所需的最大载荷大于手工包边方式生产。结论 新型包边工艺大大提高了蜂窝纸板的侧面载荷能力, 同时可实现机械化和自动化加工, 极大地提高了蜂窝纸板后道工序的生产效率和产品质量。     

非矩形蜂窝纸板包边工艺分析与实现

目的研究非矩形蜂窝纸板包边工艺与实现方案。方法采用文献调查法和比较研究法,在分析传统蜂窝纸板包边工艺的基础上,针对特定纸板和生产要求,将包边全过程细分至工步。提炼出包边各工步的转角及行程数据,制定运动工况表和工艺路线,设计工艺实现方案。结果将包边过程分为6个工步,由步进电机实现包边纸的间歇进给,采用PLC控制步进电机和纸板的旋转角度和方向,液压系统控制纸板运动的行程,由包边机构完成对纸板的包边。结论该工艺及实现方案能提高非矩形蜂窝纸板的包边效率,适用面广,适当改进后可用于不同厚度不同形状的蜂窝纸板,可为包边工艺自动化的实现提供参考。     

蜂窝纸托盘包边设备设计

提出并设计了一种新型的蜂窝纸托盘包边设备。 通过对蜂窝纸板手工包边工艺过程的分析,合理划分了功能模块,给出了整个机械结构示意图。 对整个设备的工作原理和动作进行了详细讲解,给出了具体的工艺步骤,并对设备的关键功能实现进行了分析。 研究表明:该新型蜂窝纸托盘包边设备能实现一定尺寸范围蜂窝纸面的自动包边工艺,其包边速度可达 15 m/ min,可实现可调控制,包边质量稳定,可为包边工艺自动化的实现提供设计参考依据。     

蜂窝纸板静态缓冲特性的实验研究与分析

研究材料参数、温湿度对蜂窝纸板静态缓冲性能的影响.结果表明,有、无粘结面纸时,蜂窝纸板的缓冲特性是相似的;胞壁厚度、纸板厚度、温湿度对蜂窝纸板的缓冲性能都有影响,随着芯纸胞壁厚度的增加,蜂窝纸板的缓冲特性有所提高,温湿度的变化对蜂窝纸板的缓冲特性有很大影响,但厚度对蜂窝纸板缓冲性能的影响不是很明显.这些研究结果可应用于改进蜂窝纸板的缓冲特性.     

纸夹芯和泡沫复合层状结构的静态缓冲吸能特性研究

针对由发泡聚乙烯（EPE）、瓦楞纸板、蜂窝纸板组成的复合层状结构的包装防护作用,通过实验对比分析了这类结构的横向静态压缩变形特征和缓冲吸能特性。结果表明,这类结构在压缩初始阶段和最后阶段主要表现为EPE的力学性能,而在中间阶段为瓦楞纸板、蜂窝纸板的力学性能。复合层状结构的弹性模量、总吸能、行程利用率均高于EPE,而单位体积变形能则由于试样厚度增加幅值不同,并未表现出与总吸能一致的变化规律。比吸能随着压缩应变增大而增加,几乎不受压缩速度的影响,其中EPE与蜂窝纸板复合层状结构的比吸能均大于EPE与瓦楞纸板复合结构。在应力水平较小时,EPE与瓦楞纸板复合层状结构的能量吸收效率大,然而在应力水平较大时,EPE与蜂窝纸板复合的能量吸收效率大。     

蜂窝纸板异面动态冲击性能的实验分析

目的以六边形蜂窝纸板为研究对象,研究厚度对其异面冲击性能的影响。方法通过动态冲击实验来分析接触力、最大接触力、最大位移、最大应变、吸收能与单位厚度冲击能之间的关系,研究厚度为30,40,50和60 mm等4种蜂窝纸板的异面冲击力学性能。结果当冲击能一定时,随着蜂窝纸板厚度的增加,接触力逐渐减小,接触时间逐渐变长;当单位厚度冲击能一定时,厚度与最大位移和吸收能成正比例关系,厚度与接触力、最大接触力、最大应变成反比例关系;对于任一厚度的蜂窝纸板,最大接触力、最大位移、最大应变、吸收能随单位厚度冲击能的增加而增加,且与其呈线性关系。结论当冲击能相同时,不同厚度蜂窝纸板的吸收能几乎相同,可知蜂窝纸板吸收能量的能力与蜂窝纸板的厚度无关,取决于冲击能量的大小。     

蜂窝纸板动态缓冲性能分析研究

目的研究蜂窝纸板动态缓冲系数与最大静应力之间的关系。方法通过动态跌落冲击实验,研究厚度为10,20,30,40和50 mm的蜂窝纸板的动态缓冲性能。结果得到了动态跌落冲击实验的动态缓冲系数-最大静应力曲线。结论蜂窝纸板厚度越大其能够承受的冲击越大,在每个跌落高度都能找到曲线的最低点,且每种规格的蜂窝纸板都有一定的使用范围,为缓冲设计的最优化提供一定的数据参考。     

纸瓦楞-蜂窝复合夹层结构的跌落冲击缓冲性能研究

针对纸瓦楞与纸蜂窝的复合夹层结构在跌落冲击动态压缩条件下的缓冲防护性能,研究了纸蜂窝厚度对单面、双面复合形式的冲击加速度响应、变形特征和缓冲吸能特性的影响规律。结果表明,瓦楞夹层先压溃,其次是蜂窝夹层,而且较大的蜂窝厚度会引起纸蜂窝芯层的次坍塌行为。在相同冲击质量或冲击能量条件下,同一蜂窝厚度的单面复合夹层结构的单位体积吸能、比吸能和行程利用率较双面复合结构分别增加了7.94%、28.34%和8.47%,但总吸能较于双面复合结构降低了16.12%,单面复合夹层结构的缓冲吸能特性优于双面复合夹层结构,而双面复合夹层结构的抗冲击性能优于单面复合夹层结构。对于纸蜂窝厚度10 mm、15 mm、20 mm和25 mm的复合夹层结构,低冲击能量作用下蜂窝厚度的增加降低了结构的缓冲吸能特性,高冲击能量作用下蜂窝厚度的增加提高能量吸收能力。纸蜂窝厚度10 mm、15 mm、20 mm和25 mm的复合夹层结构的比吸能、单位体积吸能和行程利用率是蜂窝厚度70 mm的复合夹层结构的1 倍~3 倍,较低厚度的纸蜂窝更有利于复合夹层结构的缓冲吸能。     

疲劳振动对蜂窝纸板承载力和缓冲性能的影响

对蜂窝纸板进行疲劳振动实验,测定分析振动次数、加速度对蜂窝纸板承载力、缓冲性能的影响,并与未振动纸板进行比较.结果表明,随着振动次数和振动加速度的增加,蜂窝纸板剩余屈服应力减小,缓冲系数增大,蜂窝纸板的缓冲性能有所下降.缓冲包装设计时,应考虑疲劳振动对蜂窝纸板衬垫缓冲性能的影响,以确保实现预期缓冲包装的要求.     

二次加载时蜂窝纸板的缓冲性能研究

依据蜂窝纸板初次压缩应力-应变曲线,设计了预压方案,研究了二次加载时蜂窝纸板的静态缓冲性能,并与初次加载时的缓冲性能进行了对比分析。结果表明:弹性预压对二次加载时缓冲系数曲线影响较小,塑性平台预压对缓冲系数曲线的影响较为显著;蜂窝纸板的最小缓冲系数随着预压量的增大而线性增大;弹性预压下,缓冲系数稳定时的应变随预压量的增加而增大,而塑性平台预压下,则随预压量的变大而减小;缓冲系数的波动幅度随预压量增加而逐渐减小,预压至塑性平台时,波动消失。研究为蜂窝纸板在多次冲击状况下的应用提供了理论基础。     

能量吸收图法在蜂窝纸板中的应用

目的研究能量吸收图法在蜂窝纸板中可行的应用方法。方法通过以肩部包络线构成能量吸收图的方法和以屈服对应点连线构成能量吸收图的方法对同一个算例进行分析,分别得到各自最佳的蜂窝纸板厚度和单层芯纸厚度。然后以产品的最大许用应力分别进行压缩,查看其压缩变形情况。采用跌落的方法查看其最大变形、产品动能的变化曲线、位移变化曲线和加速度变化曲线,以此来考查这2种方法的可行性。结果通过肩点法得到优化结果,由于产品最大许用应力小于蜂窝板的屈服应力,蜂窝板无法通过层叠变形吸收产品的跌落冲击能量,使得产品响应加速度过大,进而发生破损。通过屈服对应点法得到优化结果,由于产品最大许用应力可以克服蜂窝板的屈服应力,使得蜂窝板可以变形吸能,并可以在达到产品最大许用应力前吸收完所有的能量,可以有效地保护产品。结论文中所用的屈服对应点法在不考虑实际安全系数的基础上,将产品的最大许用应力对应于缓冲材料的屈服应力,所得的优化材料可以有效地对产品起到缓冲保护作用。     

易碎文物包装用新型囊匣的设计与防护性能研究

采用瓦楞纸板代替传统囊匣用硬纸板,分别制作了瓦楞硬囊匣和瓦楞软硬囊匣等瓦楞纸板新型囊匣包装系统,并以振动传递率、产品磨损率、跌落冲击平均加速度为指标,全面评估了新型囊匣包装系统和传统灰纸板囊匣包装系统(灰纸板硬囊匣、灰纸板软硬囊匣和灰纸板软囊匣)的性能。结果标明,新型瓦楞纸板囊匣的缓冲防震性能和抗磨损性能明显优于传统灰纸板囊匣。     

内含气体对蜂窝纸板静态缓冲性能的影响

目的研究蜂窝纸板的内部气体对其静态缓冲性能的影响规律。方法通过静态压缩实验,研究在不同孔隙率的条件下蜂窝纸板的缓冲性能。结果通过静态压缩实验,得到了应力-应变曲线,对比不同孔隙率条件下的应力-应变曲线,可以观察到孔隙率越大,蜂窝纸板在压缩过程中的静态峰应力越小,蜂窝纸板越容易被压变形,并且形成的密实层越薄,其中孔隙率为0与孔隙率为100%时的应力-应变曲线变化明显,且气体泄漏不受厚长比和孔径尺寸的影响。结论在静态压缩过程中,蜂窝纸板内的气体使蜂窝纸板所能承受的应力明显增强,并且通过理论推导,得出了内含气体影响下蜂窝纸板在静态压缩过程中各个阶段的应力理论公式,为其缓冲性能的研究提供了一定的理论方法。     

纸蜂窝夹芯复合板材静态缓冲性能研究

目的为了新型纸蜂窝夹芯复合板材在运输包装中的推广应用,对新型泡状纸蜂窝夹芯复合板和纸蜂窝夹芯复合平板的缓冲性能和吸能特性进行研究。方法主要通过静态压缩实验,研究不同芯高的纸蜂窝结构类板材的应力-应变曲线、总能量吸收图、单位体积能量吸收图和缓冲系数-应变曲线,分析结构和芯高对板材静态压缩性能的影响。结果数据表明同种芯高的板材,纸蜂窝夹芯复合平板的应力峰值稍高;纸蜂窝夹芯复合平板的能量吸收、单位体积能量吸收最好;泡状纸蜂窝夹芯板由于泡结构的作用,缓冲性能大大增强。结论纸蜂窝夹芯复合平板的平压强度最好,而泡状纸蜂窝夹芯复合板的缓冲性能优于同等结构的蜂窝纸板,2种板材都有很好的应用前景。     

蜂窝纸板动态缓冲特性的试验研究

基于跌落冲击试验,分析了3种不同的蜂窝纸板在0.3,0.6,0.9m高度下的动态冲击曲线,并建立了其能量吸收图。试验结果表明:随着厚跨比的增大,蜂窝纸板的最佳能量吸收点向右上方偏移,其单位体积吸收能量的能力增强;当完全压溃后,蜂窝纸板的最佳能量吸收点不随冲击高度的变化而改变。     

基于物流过程的蜂窝纸板缓冲性能研究进展

目的综述国内外关于蜂窝纸板性能研究的理论、方法、主要成果与不足。方法根据实际物流的仓储、运输、装卸搬运等3个基本环节,总结出了静压、疲劳振动、共振、垂直冲击和跌落冲击造成蜂窝纸板损坏的主要因素。结果归纳总结了蜂窝纸板相关性能的国内外研究方法和研究现状,基于仓储、运输和装卸搬运过程的蜂窝纸板性能研究,涉及了蜂窝纸板的理论研究、静压试验、动压试验、跌落试验、模拟仿真等方面。结论将物流的仓储、运输、装卸搬运等3个基本环节联合起来,作为蜂窝纸板性能测试的方法,能更好地保护商品并避免过度包装。     

Characterization of in‐plane load bearing of a honeycomb paperboard

The in‐plane bearing capacity of the face layer and core layer of a honeycomb paperboard is limited and unstable. However, a combination of the face layer and core layer of the honeycomb paperboard protects cardboard from small‐load buckling instability and provides sufficient stiffness and bearing strength. In the study, the platform theory models of the machine direction and cross direction are established based on plastic deformation, plastic energy dissipation, and the energy conservation theory. Additionally, the marginal pressure strength in the machine direction and cross direction are deduced by combining the practical application of the honeycomb paperboard. A comparison of theoretical and experimental data indicates that the two are in good agreement. Therefore, the theoretical results of the study provide a theoretical basis for the scientific and reasonable selection of important parameters of honeycomb paperboards with different strength requirements.