蜂窝芯横向面内压缩平台应力研究

目的考虑到蜂窝芯斜向孔壁发生折叠的能量耗散机制,建立基于孔壁折叠的平台应力表达式。方法首先从理论上分析蜂窝芯变形单元水平固定塑性铰的能量耗散情况,然后对不同厚跨比条件下的蜂窝纸芯进行横向面内压缩试验,得到平台应力,最后将试验结果与Gibson&Ashby模型以及文中模型进行对比。结果蜂窝胞壁厚度与蜂窝胞元边长之比对平台应力有一定的影响,蜂窝芯面内压缩平台应力与胞壁厚度和蜂窝胞元边长之比的平方呈正比关系。由对比结果可知,文中模型理论值与平台应力试验值更加吻合。结论揭示了蜂窝芯横向面内压缩的能量耗散机制,平台应力表达式可用于多种材料的双壁厚蜂窝面内压缩力学性能的评估,具有一定的普适性。     

凹六边形蜂窝纸板面内承载性能有限元仿真分析

目的 探究以凹六边形为芯层的蜂窝纸板的力学性能,为凹六边形蜂窝纸箱的运输包装设计提供理论基础.方法 运用有限元仿真,分析不同结构参数影响下的凹六边形蜂窝纸板的面内承载性能.结果 当水平胞壁的长度减小,其他结构参数保持不变,凹六边形蜂窝纸板面内方向上的平台应力增大,能量吸收平台阶段标准化应力增大,最佳吸能点也上升.结论 凹六边形蜂窝纸板结构参数的变化对其平台应力和能量吸收特性有深远影响,其性能研究促进了蜂窝纸箱的进一步发展.     

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.     

蜂窝纸板静态缓冲性能的影响因素分析

分析了影响蜂窝纸板静态缓冲性能的3个因素:蜂窝纸板厚度、蜂窝孔径和蜂窝纸芯定量。根据静态压缩试验所得的应力-应变曲线,得出了3个影响因素对临界应力和临界应变的影响趋势,为缓冲包装中蜂窝纸板的选材提供一定的设计依据。     

纸蜂窝夹层板主共振频率的影响因素

目的 研究芯层结构因素和静应力因素对纸蜂窝夹层板-质量系统主共振频率的影响。方法 采用正弦振动试验测试纸蜂窝夹层板-质量系统的振动传递特性,分析不同静应力作用下不同蜂窝芯的纸蜂窝夹层板-质量系统的主共振频率变化规律。结果 纸蜂窝夹层板-质量系统的主共振频率在150~350 Hz之间;蜂窝芯结构及芯层材料影响纸蜂窝夹层板的刚性,从而影响系统的主共振频率;载荷质量变化引起静应力的变化,也会影响系统的主共振频率。主共振频率均随蜂窝胞元边长、纸板厚度、芯纸定量及静应力的增大而降低。结论 可为纸蜂窝夹层板的振动传递特性研究提供基础,有助于不同材质蜂窝夹层板的优化设计。     

准静态压缩下的蜂窝纸板承载性能实验研究

对蜂窝纸芯和纸板准静态压缩实验,测定分析面纸、孔径比、厚度对蜂窝承载性能的影响.结果表明:蜂窝纸板压缩呈非线性特征,其压缩变形过程经历黏弹性、黏弹塑性、塑性坍塌3个阶段;面纸、厚度、孔径比不同程度影响蜂窝纸板的承载性能.随厚度、孔径比增大,承载力降低,面纸对承载力的影响减小;原纸定量增大,抗弯性能增强,纸板纵向弯曲强度大于横向弯曲强度.     

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。     

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。     

泡沫填充型蜂窝纸板面外压缩性能实验研究

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。     

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。     

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.     

Stress Plateau of Multilayered Corrugated Paperboard in Various Ambient Humidities

This paper presents a mathematical model to predict the stress plateau of multilayered corrugated paperboard under flatwise compression in various humidity environments. The model relates the stress plateau to the thickness‐to‐flute pitch ratio of corrugated core cell, the yield stress of corrugated medium and the relative humidity in surrounding air. Multilayered corrugated paperboards with a wide range of thickness‐to‐flute pitch ratios are investigated under several levels of ambient humidities to explore the effect of relative humidity on the stress plateau of multilayered corrugated paperboard. Comparison of the predictions and experiments is made, and a good correlation is achieved corroborating the feasibility and accuracy of the model. The proposed method can be used for practical application of the optimum design and material selection of multilayered corrugated paperboard. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于湿度影响的蜂窝纸板静态压缩能量吸收图

基于不同厚跨比蜂窝纸板在不同湿度条件下的静态压缩应力应变曲线,构建含应变速率、蜂窝结构等信息的能量吸收图。结果表明:随厚跨比的增大,蜂窝纸板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;随着相对湿度的增大,蜂窝纸板最佳能量吸收点向左下方偏移,其单位体积吸收能量的能力减弱。     

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。     

折叠型瓦楞纸蜂窝芯及其缓冲性能研究

折叠型瓦楞纸蜂窝芯的静态压缩应力应变曲线经历线弹性、屈曲平台和密实化三阶段,用同样材质同样重量的七层瓦楞纸板分别制作成折叠型瓦楞纸蜂窝芯和多层瓦楞纸板,对其进行准静态压缩实验,结果表明折叠型瓦楞纸蜂窝芯的承压性能远远高于多层瓦楞纸板,但其回弹性能比多层瓦楞纸板差一些,因此折叠型瓦楞纸蜂窝芯的缓冲效率高于多层瓦楞纸板的缓冲效率,它特别适合于大型机电产品的缓冲包装.     

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.     

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。