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。     

密度对聚丙烯泡沫材料动态冲击性能的影响

目的 以聚丙烯材料为研究对象,研究密度对其动态冲击性能的影响。方法 对4种不同密度的聚丙烯材料进行动态压缩试验,分析接触力、位移和应变以及吸收能、比吸能的变化,从而研究动态条件下不同密度的聚丙烯材料的动态冲击性能。结果 当密度一定时,最大接触力、最大位移、最大应变、比吸能随冲击能的增大而增大。当冲击能一定时,最大接触力随密度的增大而增大,最大位移、最大应变、比吸能随密度的增大而减小。结论 考虑到轻量化以及成本因素,在安全范围内,选择缓冲材料时可以选择密度较小的聚丙烯材料。     

发泡聚丙烯材料的动态力学行为研究

目的研究发泡聚丙烯材料的厚度对其冲击性能的影响。方法对4种不同厚度的发泡聚丙烯材料进行动态压缩试验,分析其接触力、最大位移、最大应变以及吸收能,研究动态条件下发泡聚丙烯材料的力学性能。结果当冲击能一定时,增加发泡聚丙烯材料的厚度,其接触力会逐渐减小,接触时间会逐渐增加;冲击能和厚度一定时,厚度与最大位移、吸收能成正比例相关,但对最大接触力和最大应变无明显影响;任意厚度的发泡聚丙烯材料,其冲击能和厚度的增加会导致其最大接触力、最大位移、最大应变、吸收能的增加。结论在研究的冲击能量和厚度范围内,吸收能不受发泡聚丙烯材料厚度的影响,由冲击能决定。     

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。     

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。     

不同规格蜂窝纸板缓冲性能的研究

通过静态压缩和动态压缩试验,研究蜂窝纸板的静态缓冲特性和动态缓冲特性与它的蜂窝芯柱、蜂窝孔径的关系.根据静态压缩试验所得的应力-应变曲线计算出蜂窝纸板的缓冲系数-应变曲线,根据动态压缩试验所得的最大加速度-时间曲线计算出缓冲系数-静应力曲线,为包装中蜂窝纸板的尺寸设计提供一定的参考.     

聚氨酯蜂窝纸板动力学性能及其本构模型

将聚氨酯填充到蜂窝纸板的孔隙中制作了聚氨酯蜂窝纸板复合材料,进而对其进行落锤冲击实验。通过落锤实验得到聚氨酯蜂窝纸板复合材料的应力-应变曲线,对影响其动力学性能的复合材料孔径、厚度、横截面尺寸及冲击速率四个因素进行了分析。结果表明:复合材料的动态屈服强度和动态弹性极限随着蜂窝纸芯的孔径、复合材料厚度和横截面积的增大而减小,随着冲击速率的增大而提高。在实验数据的基础上拟合了复合材料的动态本构方程,并对本构方程与实验数据进行了比较,拟合效果较好。     

瓦楞结构纸蜂窝夹层的动态性能研究

比较了瓦楞结构蜂窝夹层和普通蜂窝夹层用纸量的差别,用聚醋酸乙烯酯乳液作为黏合剂,使用不同楞型和定量的瓦楞纸板制得瓦楞结构蜂窝夹层,利用冲击实验机研究其动态性能。结果表明:瓦楞结构纸蜂窝夹层受到冲击时会产生规则的褶皱变形,从而吸收冲击能量;瓦楞结构纸蜂窝夹层所用瓦楞纸板定量越大,用纸质量越好,试样受到冲击时产生的冲击加速度值就越大;在冲击高度确定的条件下,随着冲击重锤重量的增加,不同纸板所制试样其最大冲击加速度值都会有一个极小值,该极小值与材料本身有关。     

薄面板复合材料蜂窝夹层结构冲击试验

为研究薄面板复合材料蜂窝夹层结构在冲击载荷下的接触力响应和损伤情况,用两种不同质量的冲头对不同面板厚度的复合材料夹层结构进行了多种能量的落锤式冲击试验,并对冲击后的试验件进行了损伤测量。结果表明：冲击能量相对较低时,最大接触力较小,随着冲击能量的增加,最大接触力在增大过程中会出现门槛值,即达到某一值后不再上升。低能量下,冲击损伤表现为面板凹坑和冲击点周围的少量分层,随着冲击能量变大,面板逐渐出现纤维断裂进而被穿透。面板未穿透时,冲头会反弹,接触力-时间曲线的下降段没有台阶,分层区域直径约为冲头直径的1.2倍;面板穿透时,冲头不反弹,接触力-时间曲线下降段出现台阶,分层区域直径约为冲头直径的1.8倍。当最大接触力达到门槛值后,相同冲击能量下,冲头质量越大,冲击持续时间越长,凹坑越深。     

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。     

Influence of Low‐Intensity Repeated Impacts on Energy Absorption and Vibration Transmissibility of Honeycomb Paperboard

Packaging products in logistics typically will receive multiple low‐intensity repeated impacts, fewer moderate to high‐intensity impacts and vibration. As a result of low‐intensity repeated impacts, local buckling and fold will be formed in honeycomb paperboard, and its cushioning performance will be weakened. This paper investigates the influence of low‐intensity repeated impacts on the cushioning performance of honeycomb paperboard. The low‐intensity repeated impacts with dropping height 5 cm were conducted at first. Then, the moderate‐intensity impact with dropping height 80 cm and vibration experiment were, respectively, conducted. The results show: (a) honeycomb paperboard absorbs the energy produced by low‐intensity repeated impacts through layer upon layer folding of honeycomb structure. The highest buckling peak turns up in low‐intensity impact, followed by a series of buckling in intact honeycomb paperboard. However, the buckling is not obvious in repeated impacts; (b) the load carrying capacity of honeycomb paperboard after low‐intensity repeated impacts declines significantly. Three deformation stages are observed in the load–displacement curve. Most of impact energy is absorbed in the plateau stage. The absorbed energy of damaged honeycomb paperboard under moderate‐intensity impact decreases with the increasing of low‐intensity impact repetitions; and (c) the low‐intensity repeated impacts have an obvious influence on the resonance frequency of packaging product and stiffness of honeycomb paperboard. To confirm vibration properties of product using honeycomb paperboard cushioning, it should be considered in a designing process that honeycomb paperboard changes soften more in logistics. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

构型对正多边形蜂窝异面缓冲性能的影响

目的 利用有限元法研究应变率不敏感的双线性各向同性应变硬化正多边形（等边三角形、正方形、正六边形和正八边形）蜂窝的异面缓冲性能。方法 建立基于正多边形蜂窝特征单元的异面冲击分析有限元模型，提出最佳应变这一缓冲性能评价新指标，基于此重新定义各能量吸收评价指标，形成新缓冲性能评价方法。结果 以此获取不同相对密度的各正多边形蜂窝在不同冲击速度下的变形模式和应力-应变曲线，以及平均平台应力、比能量吸收和冲击力效率等评价指标值，并进行了分析。结论 给定相对密度下，正八边形蜂窝具有最大的异面平均平台应力；正多边形蜂窝的比能量吸收与冲击速度成二次关系；定密度的正六和八边形蜂窝的冲击力效率优于等边三角形和正方形蜂窝。     

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。     

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。