随机振动下蜂窝纸板振动传递特性分析

从理论上推导了随机振动条件下振动传递率的计算公式;试验研究了蜂窝纸板在不同加速度、频率和应力的随机振动下的振动传递特性,得到了振动传递率曲线和峰值频率。不同随机振动试验计算出的振动传递率几乎相同,与正弦扫频试验结果非常接近。这表明了利用随机振动试验分析蜂窝纸板的振动传递率是可行的,为蜂窝纸板缓冲包装设计提供了基本数据。     

蜂窝纸板振动传递特性的有限元仿真分析

目的针对蜂窝纸板的振动防护性能,研究不同结构和材料参数的蜂窝纸板振动传递特性的有限元仿真分析方法。方法利用有限元软件Abaqus/Standard建立蜂窝纸板-质量系统模型,设定2种蜂窝纸板,分别具有不同的面纸材料参数和蜂窝胞元边长。仿真分析蜂窝纸板的振动传递特性,并对其进行实验验证。结果通过仿真和实验得到了蜂窝纸板的振动传递率-频率曲线,共振频率的仿真结果与实验值误差小于3.43%,共振时振动传递率的仿真结果与实验值误差小于11.31%。结论利用该有限元仿真方法,能够获得不同结构和材料参数的蜂窝纸板的振动传递特性。仿真分析结果表明,面纸定量对蜂窝纸板振动传递特性的影响不大,而蜂窝胞元边长较大的蜂窝纸板,其系统共振频率较小,振动传递率变化不明显。     

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。     

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。     

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.     

一种新型蜂窝纸板包边工艺及其制品缓冲性能研究

提出了一种新型的蜂窝纸板包边工艺,以实现包边工序的机械化和自动化,并研究了该包边工艺下制品侧面的缓冲性能。对传统手工包边工艺生产的蜂窝纸板与所提出新型包边工艺生产的蜂窝纸板进行了对比实验,并采用多次曲线拟合的方法比较所得实验结果。研究结果表明,新型蜂窝纸板包边工艺是切实可行的,蜂窝纸板侧面在受集中载荷时,新型的包边工艺生产的蜂窝纸板的侧面缓冲吸能能力大于同种规格手工包边方式生产的蜂窝纸板;当蜂窝纸板的厚度小于40 mm时,传统手工包边工艺生产的蜂窝纸板的缓冲吸能能力随蜂窝纸板厚度的增加没有明显的变化趋势,而采用新型包边工艺生产的蜂窝纸板,其缓冲吸能能力随着蜂窝纸板厚度的增加而增强。     

疲劳振动对蜂窝纸板缓冲性能影响

为探究蜂窝纸板在不同程度疲劳振动下缓冲特性的变化规律,通过对多种湿度环境下处理的纸板进行不同程度的疲劳振动,再进行准静态压缩试验,并借助Matlab软件得到其应力-应变曲线、缓冲系数与湿度、振动次数关系曲线、塑性形变及能量吸收曲线。结果表明,随着振动次数和相对湿度的不断增加,材料的承载能力、剩余屈服力、缓冲效果、吸能特性都随之减弱,且随应变大小而有所不同。振动后的蜂窝纸板与振前相比各项性能都有响应减弱,此研究可以为产品不同环境条件和物流情况下的缓冲包装设计提供理论依据。     

变幅多次冲击对蜂窝纸板缓冲特性影响

目的研究了蜂窝纸板在面外变幅多次冲击下的缓冲特性,为蜂窝纸板的运输包装设计提供参考。方法对蜂窝纸板进行不同强度类型的多次冲击,以模拟运输过程中其经历的冲击与跌落,再通过进行准静态压缩试验来评估其缓冲性能的变化情况。结果多次冲击后蜂窝的剩余结构产生了2个明显的变形情况:具有垂直胞壁的未压溃部分和由于冲击累积而导致褶皱的压溃部分;发现冲击强度由低到高比由高到低对蜂窝结构应力-应变、缓冲系数和能量吸收曲线造成的影响更为明显,且影响程度随着高度种类的增多而增加。结论多次冲击会对蜂窝纸板的缓冲性能产生不利影响,且影响的程度会受到冲击顺序的影响,因此,考虑冲击的类型对于缓冲包装来说具有十分重要的意义。     

内含气体对蜂窝纸板异面动态冲击性能的影响

目的以六边形蜂窝纸板为对象,研究内含气体对其异面冲击性能的影响。方法通过动态冲击实验分析内含气体对接触力、最大接触力、最大位移、最大应变和吸收能的影响,得出不同孔隙率时,蜂窝纸板的接触力-时间曲线,最大接触力、最大位移、最大应变、吸收能与冲击能曲线和吸收能-孔隙率曲线。结果在给定冲击能的情况下,最大接触力与吸收能随着孔隙率的增大而减小,最大位移及最大应变随着孔隙率的增大而增大。在孔隙率一定时,最大接触力、最大位移、最大应变和吸收能随冲击能线性增大。此外,冲击能越大,接触力达到峰值的时间越短,接触持续时间越长。结论在动态冲击实验中,内含气体使蜂窝纸板吸收冲击能的能力明显增强,并且当冲击能一定时,孔隙率越大,蜂窝纸板越容易被压变形,吸收能越少。     

折叠型双瓦楞纸板衬垫振动传递特性的试验研究

研究了3类折叠型双瓦楞纸板衬垫的防振性能,获得了不同静应力条件下的振动传递率曲线、峰值频率、传递率和阻尼比.试验结果表明,这3类衬垫的振动传递特性具有多模态性,有主次之分,而且静应力值对振动传递特性有明显影响.     

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。     

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。     

基于MATLAB的蜂窝纸板缓冲包装系统参数辨识

通过正弦振动试验,研究了蜂窝纸板缓冲包装系统的振动特性,获得了蜂窝纸板的振动传递率曲线。采用MATLAB软件,利用最小二乘法对振动传递函数中的fn和c进行辨识,得到了理论传递率函数,并与试验数值进行了对比分析,证明了运用MATLAB和最小二乘法识别蜂窝纸板系统参数是可行的,具有较高的精度。利用识别出的固有频率和阻尼系数,对不同尺寸的蜂窝纸板进行了预测,预测结果与试验结果比较接近。     

六角形纸蜂窝夹层板能量吸收研究进展

分析了纸蜂窝夹层板动静态压缩试验方法及不同结构参数的纸蜂窝夹层板动静态缓冲吸能特性。试验结果表明,平台应力是蜂窝胞壁厚跨比的幂指数函数。引入压缩密实化应变概念,构建了纸蜂窝材料压缩密实化应变评估方程。将纸蜂窝夹层板压缩应力应变曲线简化为线弹性区、平台区和密实化区,构建了纸蜂窝夹层板能量吸收曲线理论模型。基于纸蜂窝夹层板动静态压缩试验,可构建纸蜂窝夹层板二维能量吸收图,以便更好地袁征纸蜂窝夹层板的缓冲性能,并指出了该研究有待进一步完善之处。     

环境湿度对BC型双瓦楞纸板振动传递率的影响研究

通过正弦振动试验,研究了不同环境湿度条件下的BC型双瓦楞纸板的振动特性,获得了瓦楞纸板的振动传递率曲线、固有频率、阻尼系数和阻尼比。采用回归分析法,建立了环境湿度与振动传递率、固有频率、阻尼系数以及阻尼比之间的单因素关系模型。试验结果表明,环境湿度对BC型双瓦楞纸板的防振性能有明显影响。     

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。     

纸蜂窝材料的有效缓冲及其预压缩试验

通过对纸蜂窝材料(蜂窝纸板)进行预压缩试验的方法,研究了预压前后纸蜂窝材料缓冲性能的变化,提出了纸蜂窝材料有效缓冲的概念。进一步研究了不同预压缩率下纸蜂窝材料缓冲性能的变化,得到了一组缓冲系数C-最大静应力σm曲线,此曲线可以方便缓冲包装设计的材料选择。     

层间配置对成层式铝蜂窝吸能特性的影响

为了考察层间配置对成层式铝蜂窝吸能特性的影响,设计了由4种类型铝蜂窝组成的多种成层式铝蜂窝结构,主要包括单层、双层、三层、四层的组合形式,分别对其进行准静力单轴压缩试验。结果表明:峰值力和平均平台力与面密度成正比,但随着蜂窝高度的增加,二者略微下降;等质量等尺寸的条件下,成层式蜂窝优于单层蜂窝;对比双层铝蜂窝结构发现,不等高成层结构更具缓冲吸能优势;对于同种蜂窝,随着叠层数的增加,MP值逐渐下降;根据压溃行为分析可知,当成层式铝蜂窝结构的层数大于等于4时,不能充分发挥其缓冲吸能作用。考虑到降低峰值力同时提高吸能水平,将上下层设置较硬型铝蜂窝、中间层设置较软型铝蜂窝的成层式结构可优先选择。     

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.     

EPE / EPS 与蜂窝纸板组合静态缓冲性能的研究

以EPE与蜂窝纸板组合结构和EPS与蜂窝纸板组合结构为研究对象,通过静态压缩试验得到了3种材料和2种组合结构的应力-应变曲线和缓冲系数曲线。对比分析表明,组合结构力学性能得到了改善;较小应力状态下,组合结构分别呈现出EPE和EPS的缓冲性能,且EPE与蜂窝纸板组合结构的缓冲性能优于EPS与蜂窝纸板组合;压缩中间阶段,2种组合结构缓冲曲线基本重合,且接近于蜂窝纸板缓冲曲线;压缩后期,较大应力条件下,组合结构仍有一定的缓冲性能。组合后的材料结合了2种材料的优点,在较小应力和较大应力条件下均具有较好的缓冲性能。