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。     

多层叠加蜂窝纸板压缩特性研究

通过RMT计算机辅助压力自动测试系统对多层叠加蜂窝纸板压缩特性进行了理论分析和不同速率下的静态压缩试验研究,得到了二层蜂窝纸板连续静、动态压缩F-δ、σ-ε特性曲线.试验结果表明:在2种速率压缩状态下,二层叠加蜂窝纸板的压缩特性基本一致,曲线明显呈周期性,每个周期都与其中一层的静态压缩特性一致;各层按照屈服强度(即弹性阶段应力峰值)由小到大的顺序依次屈服,经历弹塑性、塑性和压实变形各阶段;曲线中的周期脉动对其缓冲性能将产生不利影响,应加以注意.     

蜂窝纸板缓冲性能的研究及应用

通过蜂窝纸板的静态压缩性能试验,对其缓冲性能进行了研究。同时,将蜂窝纸板一较常用的缓冲材料进行比较,对是逢氏板在包装领域的应用起到积极作用。     

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.     

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.     

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。     

蜂窝纸板缓冲机理

根据高分子材料、复合材料以及包装动力学等理论知识,从流变学及力学性能方面深入分析了蜂窝纸板的缓冲机理,并指出了蜂窝纸板中气体的重要作用以及对力学性能的影响,从而为蜂窝纸板应用提供了一定的理论依据。     

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.     

蜂窝纸板结构平压性能有限元分析

研究了蜂窝纸板结构的实体建模、单元属性、网格划分等有限元建模方法,并基于该有限元模型分析了蜂窝纸板结构的平压性能,有限元分析结果与试验结果吻合良好.     

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.     

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.     

蜂窝纸板平压实验的研究

在分析蜂窝纸板平压试验结果的基础上,讨论了蜂窝纸板的压溃强度和用能量吸收理论设计蜂窝纸板缓冲垫的方法.     

钙塑瓦楞纸板-蜂窝板复合结构缓冲功能实验分析

利用万能实验机分别对钙塑瓦楞纸板、蜂窝纸板和复合结构进行静态压缩实验,得到了对应的静态应力-应变曲线,进而通过计算得到相应的能量吸收-最大应力曲线,并对其曲线进行了对比分析。最后以不同的静态压缩速度对复合结构进行静态压缩实验,得到了复合结构在不同静态压缩速度下的应力-应变曲线,建立了最大应力-静态压缩速度的理论模型,并利用最小二乘法识别模型中的参数,建立的理论模型可以直接应用于缓冲包装设计。     

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.     

基于FEM的蜂窝纸压溃分析

 分析了正六边形蜂窝纸芯的边长值对蜂窝纸压溃性能的影响.首先引入蜂窝纸的压缩机理并将压溃过程分为4个阶段.其次建立了蜂窝纸分析模型,在有限元MSC.MARC中进行屈曲分析并得到蜂窝纸的压溃变形过程,同时对该过程进行实验验证.最后通过比较不同边长值的蜂窝纸的压溃情况,发现边长值对蜂窝纸压溃性能影响起到非常重要的作用,为蜂窝纸进一步分析提供帮助.     

On the transverse shear modulus of negative Poisson's ratio honeycomb structures

The transverse shear modulus of in-plane negative Poisson's ratio honeycombs is determined using numerical simulations. General honeycombs have theoretical upper and lower bounds of transverse shear moduli. The actual transverse shear modulus is an intermediate value, depending on the relative density and the gauge thickness ratio. The difference between upper and lower bounds is particularly significant for negative Poisson's ratio honeycombs. Finite element simulations confirm the theoretical trend, and show gauge ratio dependence different from that envisaged in the literature for conventional honeycombs. A modified approximate formula is thus proposed to predict the actual transverse shear modulus for honeycombs having in-plane negative Poisson's ratio values.     

胶粘剂在蜂窝板局部变形中作用的模拟研究

提出了一套定量研究蜂窝夹层板中胶粘剂作用的方法。从建立蜂窝芯,胶粘剂和面板的板单元有限元模型出发,用有限元软件计算了在线弹性范围内有胶粘剂和无胶粘剂蜂窝夹层板模型在局部压力及平底刚性模两种局部载荷下的变形,并作了对比分析,指出了胶粘剂对夹反加强作用,试图为定量研究复杂载荷条件下胶粘剂在夹层结构中的作用开辟道路。     

Mechanical properties of Nomex material and Nomex honeycomb structure

This paper presents extensive test results of linear elastic mechanical properties of Nomex paper and Nomex honeycomb structures. The fundamental mechanical properties of the Nomex paper are then used in the finite element modeling and analysis of Nomex honeycomb structures. The finite element results are then compared with the experimental results and with the results using the well known theory from Gibson and Ashby [Gibson LJ, Ashby MF. Cellular solids: structures & properties. Pergamon Press; 1988]. Size effects are observed for the moduli of Nomex honeycombs.     

Bending stiffness loss of paperboard at conversion — predicting the bending ability of paperboard

The ability of paperboard to resist bending has been investigated. Paperboard is often bent in converting and packaging machines. The paperboard is bent over rolls and thus formed to certain curvatures. If the roll diameter is small the paperboard will be highly curved. This means that high tensile stresses occur on the convex side and high compression stresses on the concave side. If these stresses are too high the paperboard will be damaged by fractures and wrinkles on the surfaces. The bending stiffness of the board will also be reduced. The importance of certain parameters, such as roll diameter, angle of wrap, board thickness, board compression strength and others, have been investigated. In this study seven qualities of paperboard were investigated. It has been shown that the bending force–bending angle curve can be used to obtain information about the ability of different board qualities to be bent to certain curvatures without being damaged. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.