疲劳效应对蜂窝纸板系统的内共振条件参数影响的研究

研究了疲劳压缩条件下,蜂窝纸板内共振条件的参数变化规律。首先,对预压缩后的蜂窝纸板进行不同次数疲劳压缩,接着进行准静态压缩,最后将得到的应力-应变曲线多项式拟合后得到蜂窝纸板本构模型参数值。利用变分迭代法得到单自由度和二自由度蜂窝纸板内共振条件,最后由本构模型参数计算得到内共振条件参数的变化规律。该结果对避免蜂窝纸板缓冲包装设计内共振的产生具有一定意义。     

蜂窝纸板疲劳累积损伤模型实验研究

目的通过疲劳压缩实验,建立蜂窝纸板疲劳累积损伤模型。方法首先对蜂窝纸板进行一定的预压缩,然后进行不同次数疲劳压缩试验,最后将疲劳试样进行准静态压缩。结果随着压缩次数的增加,纸板的承载能力、平台应力均有所降低;蜂窝纸板的屈服应力尖峰消失;应力-应变曲线变为3个阶段,即线弹性阶段、平台阶段和密实化阶段;当压缩次数在30 000次左右时平台应力下降比较大,在30 000~50 000次时,下降比较小,之后微弱变化。结论蜂窝纸板疲劳压缩后平台应力会发生变化,呈现出先剧烈后微弱降低;选取剩余平台应力为损伤参量,结合损伤累积方法建立了蜂窝纸板疲劳累积损伤模型。     

蜂窝纸板力学特性研究进展

蜂窝纸板力学性能的研究主要集中在结构因素、静态力学模型的构建、温湿度和压缩应变率效应、有限元分析等方面。通过对以上各方面的研究现状进行分析发现,目前还没有能表征蜂窝纸板在实际物流环境中随温湿度变化和应变率变化的力学性能方法,缺乏合适的蜂窝纸板动态力学性能测试的方法和标准。因此,构建基于温湿度效应和应变率效应的蜂窝纸板能量吸收模型,研究适用于研究蜂窝纸板和其他多孔包装材料的动态压缩试验方法,并将其应用于蜂窝纸板包装优化设计之中是下一步研究的关键。     

预压缩处理蜂窝纸板静压缩特性试验研究

通过RMT计算机辅助压力自动测试系统,对蜂窝纸板进行预压缩处理,并对经处理后的蜂窝纸板特性进行了静态压缩试验研究,得到了单层和多层蜂窝纸板连续静、动态压缩F-δ、σ-ε特性曲线.试验结果表明:经预压缩处理后,蜂窝纸板静态压缩特性曲线明显呈现出弹性、塑性和压实变形3个阶段,弹性阶段产生的应力峰值与塑性阶段产生的应力值相同,多层蜂窝纸板的静态压缩特性已不存在周期性脉动现象,改善了蜂窝纸板的缓冲性能.     

蜂窝纸板压缩破坏机理研究

从蜂窝纸板的结构和力学角度分析了蜂窝纸板的破坏模式、纸蜂窝芯的压缩破坏过程和蜂窝胞壁壁板受载破坏机理,得知蜂窝纸板的压缩破坏主要与纸蜂窝芯的结构和蜂窝胞壁的屈曲有关,为蜂窝纸板缓冲性能的研究提供了理论基础.     

蜂窝-瓦楞复合纸板的面外承载及静态缓冲性能研究

通过静态压缩试验,测定了蜂窝纸板、蜂窝-瓦楞复合纸板的静态缓冲特性曲线,讨论了蜂窝-瓦楞双面复合纸板的静态压缩变形过程,并分析了复合层数和瓦楞楞型对蜂窝-瓦楞复合纸板的面外承载性能和静态缓冲性能的影响。结果表明,蜂窝-瓦楞复合纸板的面外承载能力明显低于未经复合的蜂窝纸板;蜂窝-瓦楞复合纸板在低应力阶段的缓冲性能明显优于蜂窝纸板,但在高应力阶段与蜂窝纸板的缓冲性能基本一致。     

蜂窝纸板受压时的有限元分析

利用有限元程序对蜂窝纸板的压缩进行了模拟,得到了蜂窝纸板以及芯纸在不同压缩量下的应力分布规律和变形特点.结果表明,蜂窝纸板的承载能力主要由芯纸决定,芯纸的破坏从靠近面纸的附近区域开始,理论分析结果与试验吻合.为蜂窝纸板的研究提供了一种新的思路.     

建立EPE和蜂窝纸板串联组合本构模型的方法

目的 寻求建立EPE和蜂窝纸板串联组合本构模型的方法,为其他串联组合衬垫本构模型的建立提供参考依据.方法 通过静态压缩试验得到EPE的应力-应变曲线和蜂窝纸板的应力-应变曲线,利用三次Bezier曲线分别拟合其试验曲线,根据拟合曲线求EPE和蜂窝纸板串联组合的应力-应变曲线.结果 EPE和蜂窝纸板的拟合曲线与其各自的试验曲线有很好的吻合度,用同样的方法拟合得到的串联组合的应力-应变曲线与基于其各自的本构模型计算得到的串联组合的应力-应变曲线亦很好地吻合.结论 利用文中方法得到串联组合本构模型是可行的,为缓冲包装设计提供了参考依据.     

泡沫填充型蜂窝纸板面外压缩性能实验研究EI北大核心CSCD

对泡沫填充型蜂窝纸板的面外压缩性能及其影响规律进行了试验研究。将不同密度的聚氨酯泡沫以不同填充方式填充入不同边长的蜂窝胞元中,以不同的压缩速率对上述泡沫填充型蜂窝纸板进行准静态压缩试验,结果发现:蜂窝胞元边长显著影响泡沫填充型蜂窝纸板的面外压缩性能,初始峰值应力和平台应力均随着胞元边长的增大而减小;当使用低密度(高发泡倍率)的泡沫填充蜂窝纸板时,初始峰值应力和平台应力均优于高密度(低发泡倍率)泡沫填充型蜂窝纸板;部分填充和完全填充的泡沫填充型蜂窝纸板相对于未填充的蜂窝纸板的平台应力和吸能性能均有大幅提升,不但降低了初始峰值应力,还提高了平台应力,对面外压缩性能和缓冲性能改善明显;在2 mm/min^50 mm/min的压缩速率区间内,泡沫填充型蜂窝纸板面外压缩性能受压缩速率的影响不显著。本文的研究成果可为蜂窝纸板的合理使用及多目标优化提供依据。     

不同速率下蜂窝纸板静态压缩特性的试验研究

通过RMT计算机辅助压力自动测试系统对2种蜂窝纸板进行了不同速率下的静态压缩试验,得到了连续静态压缩F-δ、σ-ε特性曲线.试验结果表明:2种速率压缩状态下,蜂窝纸板的静态压缩特性基本一致,出现明显的弹性、弹塑性、塑性和压实变形4个阶段,因此在蜂窝纸板的某些设计与应用场合可采用小速率静态压缩特性代替大速率静态压缩特性,从而使问题简化.     

基于FEM的不规则纸芯结构的蜂窝纸压缩性能分析

针对蜂窝纸芯存在不规则结构参数的现状,提出了不规则结构参数对蜂窝纸静态压缩力学性能的影响.调查蜂窝纸芯结构现状的基础上引入蜂窝纸芯的成型原理,介绍蜂窝纸静态压缩的4个阶段.建立具有不同胶边值的蜂窝纸模型,分析蜂窝纸在有限元软件中成型过程,并完成各蜂窝纸的分析与比较.最后得到相应结论,有利于进一步分析蜂窝纸板性能和上胶设备的改进.     

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/ 瓦楞叠合纸板的缓冲性能研究

结合蜂窝纸板和瓦楞纸板的粘弹塑性和压缩破损机理,通过静态压缩实验,得到了蜂窝纸板和蜂窝/ 瓦楞纸板的应力应变曲线和缓冲系数应变曲线,建立了两者的静态本构关系,并分析了缓冲特性曲线。结果表明,蜂窝/ 瓦楞纸板的缓冲性能较蜂窝纸板更佳,为以瓦楞纸箱为外包装箱,蜂窝纸板为缓冲材料的包装件系统的优化设计提供参考。     

蜂窝纸板与瓦楞纸板组合结构缓冲特性研究

通过试验测试了瓦楞纸板、蜂窝纸板及其组合结构的缓冲特性曲线,并将组合结构与另外两种材料的曲线特征进行比较,结果表明,组合结构兼具有两者的优点,对于小幅荷载和较大载荷都有良好的缓冲能力.     

含线性阻尼的正切型包装系统跌落冲击响应分析的NHB法

目的 研究温湿度对蜂窝纸板力学性能的影响规律,提高蜂窝纸制品包装在高温高湿环境下的承载性能和使用寿命。方法 制作不同温湿度参数下处理的蜂窝纸板试样,进行静态压缩试验,得到其应力-应变曲线;建立一定温湿度环境下的蜂窝纸板有限元模型,进行有限元仿真分析,得到其位移云图和应力-应变曲线,并与试验结果进行对比分析。结果 蜂窝纸板静态压缩试验结果和有限元仿真结果相似,包括弹性、屈服和平台等阶段,试验和有限元分析所得的应力-应变曲线吻合。蜂窝纸板的等效弹性模量和屈服应力与温湿度有关,且随着相对湿度的增大而减少,随着温度的升高而增加。结论 通过试验研究和有限元分析,发现湿度对蜂窝纸板力学性能影响显著,研究结果对蜂窝纸制品包装的承载应用有重要参考价值。     

基于芯纸环压强度的蜂窝纸板临界应力模型研究

对蜂窝纸芯的环压强度进行了理论分析和试验测试,得到了基准临界应力。通过对多种规格的试样进行静态压缩试验,得出了蜂窝纸板压缩性能曲线。进一步分析了临界应力随厚度、面纸、蜂窝边长变化而变化的规律,构建了以芯纸环压强度为基础的临界应力模型,利用该模型可以预测蜂窝纸板的临界应力。     

蜂窝纸板箱的静态压缩特性研究

建立了蜂窝纸板箱的基本方程,并对蜂窝纸板箱进行了有限元模拟,利用ANSYS对其压缩特性进行了计算;得到了中面受均布载荷时无衬垫和带有蜂窝纸板衬垫两种情况下蜂窝纸板箱的应力图和变形图;同时分析了箱体的应力和变形特点.结果表明:在蜂窝纸板箱底部的中央位置应力和变形均为最大值,这将影响其抗压性能;蜂窝纸板衬垫可以有效地降低最大应力值.此结论为蜂窝纸板箱的优化设计提供了参考依据.     

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。     

疲劳损伤对蜂窝纸板平台应力的影响

目的研究在不同疲劳损伤条件下,蜂窝纸板平台应力的变化规律和损伤机理。方法首先将蜂窝纸板进行温湿度预处理,然后对其进行5种预压缩后再进行不同次数的疲劳压缩,接着进行准静态压缩,最后得到不同疲劳损伤条件下蜂窝纸板的本构关系曲线。结果蜂窝纸板疲劳损伤因原纸纤维无规则排序刚度下降而引起,疲劳损伤对蜂窝纸板平台应力影响较大,在不同疲劳损伤条件下,疲劳损伤对蜂窝纸板平台应力的影响有一定的规律。结论蜂窝纸板在运输过程中受到疲劳损伤后,必须考虑其平台应力的变化。     

蜂窝纸板及其衬垫缓冲特性研究

测试蜂窝纸板的静态压缩特性曲线、蠕变及回复特性曲线和缓冲特性曲线，并建立其力学模型。结果表明，蜂窝纸板具有优良的力学特性和缓冲性能。另外，讨论了叠置蜂窝衬垫和并置蜂窝衬垫的缓冲系数。