蜂窝纸板箱的瞬态特性研究

建立了蜂窝夹芯板的基本方程和瞬态动力学接触问题有限元分析的基本控制方程,利用ANSYS对蜂窝纸板箱瞬态动力学问题进行了有限元模拟和计算,得到了蜂窝纸板箱发生角跌落时的应力图和变形图.同时分析了箱体的应力和变形特点,即蜂窝纸板箱发生角跌落时,在包装箱与地面接触位置的铅垂方向上产生最大的应力和变形,这将对蜂窝纸板箱的缓冲性能产生不利的影响,也将直接导致箱内被包装物体受损,在缓冲包装设计时应加强该方向的强度和刚度.所得结论为蜂窝纸板箱缓冲包装的优化设计提供了参考依据.     

蜂窝纸板缓冲曲线特征分析

分析了典型缓冲材料与蜂窝纸板力学模型的应力-应变曲线及缓冲系数-最大应力曲线特征,并提出了利用缓冲系数-最大应力曲线设计蜂窝纸板缓冲衬垫的方法。研究结果表明:典型缓冲材料的应力-应变曲线呈现单调递增趋势;蜂窝纸板的应力-应变曲线特征比较复杂,分为线弹性阶段、屈曲变形阶段、密实化阶段;蜂窝纸板的缓冲系数-最大应力曲线不规则,线弹性阶段的缓冲系数较大,缓冲效率不高,在该阶段可以与其它缓冲材料组合使用,屈曲变形阶段的缓冲系数及应力均较小,缓冲效率较高,但需要跨越峰值应力,在该阶段衬垫设计按照线弹性阶段的峰值应力计算,密实化阶段的材料承受应力较大,不利于保护产品。预压后的蜂窝纸板损失了部分承载能力,其缓冲系数-最大应力曲线平滑,因而其衬垫可按照经典缓冲衬垫设计方法进行设计。     

蜂窝纸板的静态特性研究

从理论上建立了蜂窝纸板的基本方程,并采用shell63板单元对蜂窝纸板进行了有限元模拟,利用ANSYS对其静态特性进行了计算;得到了中面受均布载荷时蜂窝纸板的应力图和应变图,并分析了板的应力和应变特点,.结果表明:在蜂窝纸板的中央位置应力和应变均为最大值,这将对其缓冲性能产生不良的影响.此结论为蜂窝纸板的改进和优化设计提供了参考依据.     

用失稳压溃原理解决蜂窝纸板弯折压痕问题

文中分析了蜂窝纸板弯折、压痕的问题,运用工程力学的方法和知识,提出了用失稳压溃原理解决蜂窝纸板的压痕、折弯理论.从而解决了蜂窝纸板箱模压成箱工艺的关键技术,使得蜂窝纸板箱也可以像瓦楞纸板箱一样采用模压法进行高效自动化生产.     

叠置蜂窝纸板衬垫的平压性能研究

对叠置蜂窝纸板衬垫的平压性能和平压性能进行了研究.结果表明,双层叠置纸板的压溃过程可分为7个阶段;叠置蜂窝纸板与单层蜂窝纸板的压溃强度基本相同,且错对与正对两种叠置衬垫的抗压性能基本相同.试验结果说明利用蜂窝纸板厂的生产性蜂窝纸板废弃物制作运输包装用叠置缓冲衬垫可行.     

蜂窝纸板静态压缩力学性能建模研究

分析了蜂窝纸板准静态加载下的压缩特性,采用分段函数的方法根据蜂窝纸板压缩过程中的4种主要变形机制建立了蜂窝纸板的压缩本构模型并用实验进行了验证,模型中采用了标准化应力,通过一幅图即可方便地总结一族具有同样材质,同样厚跨比t/l的蜂窝纸板的性能,为新型蜂窝纸板的结构开发和缓冲包装用蜂窝纸板合理选材提供了理论依据.     

基于Marc的蜂窝纸芯力学性能研究

简要介绍了国内外蜂窝纸板力学性能的研究现状.考虑到蜂窝纸芯受力后的变形和破坏过程包括了材料非线性和结构非线性,采用了高级非线性有限元分析软件Msc.marc 2005对蜂窝纸芯的静态压缩特性进行了计算模拟,其中参考了前人实验得到的应力应变曲线,确定了蜂窝纸芯的弹性模量等力学参数,设定了各种可选用的单元进行相应的模拟,得到了受载时蜂窝纸芯的应力应变分布图,画出了应力沿路径分布曲线图,结合图形和曲线分析了蜂窝纸芯的应力分布规律和变形特点.结果表明,采用thin shell 139等单元做出的蜂窝纸芯应力应变图与前人所做的结果相符,同时也符合蜂窝纸芯的变形模式;通过对蜂窝纸芯的计算模拟,单元和约束之间如何协调才能满足分析要求,需要进一步研究;此结论为下一步对蜂窝复合纸板的理论研究提供参考.     

蜂窝纸板面内平台应力表征

面内平台应力是评估蜂窝纸板面内承载性能的重要指标,且蜂窝纸板性能极易受环境湿度的影响.该文试验分析蜂窝纸板厚度、芯层和面层对其面内平台应力的影响;基于不同相对湿度条件下蜂窝原纸的纵向屈服强度,建立了相对湿度影响的蜂窝纸板面内平台应力模型,并与试验实测数据进行比较验证.结果表明:纸板厚度和面纸性能对蜂窝纸板面内平台应力有较大影响,芯层性能对其影响较小;所建立模型能较准确地反映环境相对湿度对纸蜂窝结构材料面内平台应力的影响.借助该模型,无需大量的试验,即可估算其考虑相对湿度的面内平台应力,为蜂窝纸板的配纸和合理选用提供理论依据.     

基于ANSYS8.0的蜂窝纸板力学性能研究

建立了蜂窝纸板的基本力学方程,利用ANSYS 8.0对其静态特性进行了计算;得到了面受均布载荷时蜂窝纸板的应力分布图,分析了蜂窝纸芯的应力特点.结果表明:应力集中主要在蜂窝纸板的面纸和芯纸的胶接处,并出现应力峰值,这将对其缓冲性能产生不良的影响.此结论为蜂窝纸板的改进和优化设计提供了参考依据.     

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.     

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。     

简支梁式关键部件在蜂窝纸板缓冲作用下的冲击响应研究

具有简支梁式关键部件的电子产品,在运输过程中常用蜂窝纸板作为缓冲材料。为了分析这类易损部件在冲击载荷下的失效行为,先研究蜂窝纸板的压缩力学性能,并得到蜂窝纸板简化本构方程;然后在矩形加速度脉冲激励下,求解出最大应力与矩形脉冲峰值之间的关系,进而得到蜂窝纸板横截面积与厚度所满足的约束条件,推导出简支板弯曲应力的近似解析解;最后通过有限元分析验证解析法的可靠性。研究结果表明:蜂窝纸板在屈服阶段的应力可以表示为平台应力,且蜂窝纸板呈现率相关性;运用矩形加速度脉冲替代蜂窝纸板实际传递的加速度脉冲,在求解易损件的应力响应中具有较高的精度。     

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.     

Experimental investigation into the cushioning properties of honeycomb paperboard

The cushioning properties of honeycomb paperboards are studied by means of experimental analysis. Experimental results indicate that the cushioning behaviour of paper honeycombs with and without liners are similar, but the cushioning capability is significantly larger for the material with liners. Experiment and theory show that the relative density of paper honeycomb core has a significant effect on the cushioning properties of honeycomb paperboards; however, the basis weight of the liner has only little effect. Experimental results also show that the energy absorption properties of multilayer honeycomb paperboards are not always higher than those of monolayer honeycomb paperboards, and that the height of honeycomb paperboard has an effect on its cushioning properties. These results can be used to characterize and improve the cushioning properties of honeycomb paperboard pads efficiently. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.