蜂窝纸板与瓦楞纸板边压强度有限元分析

将结构对纸板边压强度的影响从众多影响因素中解耦,建立了蜂窝纸板和典型瓦楞纸板的有限元模型并进行了屈曲分析,得到蜂窝纸板两个方向的边压强度和典型瓦楞纸板的边压强度.提出了利用克重材料抗压效率评价纸板抗压能力的方法,利用边压强度和纸板的定量计算了每种纸板克重材料抗压效率.分析结果表明:蜂窝纸板在两个侧向上的克重材料抗压效率均大于瓦楞纸板;蜂窝纸板不仅具有优良的平压强度,而且具有优良的边压强度.     

基于Ansys的双A型瓦楞纸板稳定性分析

目的基于Ansys研究大中型运输包装堆码过程中纸质外围框的双A型瓦楞纸板失稳问题。方法使用Ansys软件并结合APDL语言构建双A型瓦楞纸板有限元模型,然后对该模型进行特征值屈曲分析,得到使纸板发生屈曲的最小临界载荷和屈曲后纸板的变形情况,最后改变纸板的高度与长度,再进行多次特征值屈曲分析,分析纸板的高度和长度与纸板临界屈曲载荷的关系。结果纸板的临界屈曲载荷与纸板的长度成正比,与纸板高度的平方成反比。结论纸质外围框双A型瓦楞纸板更加适合包装高度较低的产品,以减少失稳的可能性,当双A瓦楞纸板所承受的力大于临界屈曲载荷时,可以在瓦楞纸板的外表面添加胶合板加强筋,承担一部分的承载压力,从而使瓦楞受力在临界屈曲载荷之下。     

瓦楞纸板屁曲临界载荷的一种等效计算方法

为了方便确定屈曲临界载荷,对瓦楞纸板进行合理简化,建立了两种瓦楞纸板的简化模型,并使它们在计算屈曲临界载荷分析方面等效。在有限元分析中,各向同性板模型与正交各向异性板模型相比,减少了建模所需的参数,并可以达到用各向同性板取代瓦楞纸板进行屈曲分析的目的。通过理论计算和有限元分析,结果表明两种简化模型在屈曲临界载荷的分析方面基本等效,误差在5%以内。     

瓦楞纸板横向边压强度有限元分析

目的基于有限元软件Ansys建立A,C,B,E型瓦楞纸板的有限元模型,对其横向边压强度进行屈曲分析,同时研究试样裁切位置对瓦楞纸板横向边压强度的影响。方法有限元分析方法将结构对纸板边压强度的影响从众多因素中解耦,消除其他因素对结果的影响。结果 A,C,B,E型纸板平均抗压能力比为5∶4∶2∶1,仅裁切位置不同对纸板横向抗压能力的影响达到16%。结论大瓦楞有更好的横向抗压能力,楞高是影响瓦楞纸板横向抗压能力的主要因素,裁切位置的不同也会影响瓦楞纸板的横向抗压能力。     

瓦楞纸箱的有限元建模及屈曲分析

建立了瓦楞纸箱的有限元模型并进行了屈曲分析,计算了该瓦楞纸箱的临界载荷和屈曲模态.将临界载荷与利用凯利卡特公式计算的抗压强度进行了对比.分析结果表明,利用有限元的方法计算的瓦楞纸箱临界屈曲载荷与凯利卡特公式计算抗压强度非常接近.因此利用屈曲分析计算瓦楞纸箱的抗压强度是一种可行的方法.     

环向加筋圆柱壳轴向弹塑性动力屈曲

基于“离散加筋”模型,考虑了大挠度和材料硬化应变率敏感特性的影响,借助增量数值解法研究了环向加筋圆柱壳在轴向流－固冲击载荷作用下的弹塑性动力屈曲。分别采用类似B－R准则和Southwell方法来确定结构动力屈曲临界载荷。讨论了加强筋、材料硬化应变率敏感特性等因素对结构动力屈曲性态和临界载荷的影响。     

碳纳米管增强型功能梯度板的屈曲预测

基于一种新的修正偶应力理论,建立了碳纳米管（CNTs）增强型功能梯度板（CNTs/FGP）的屈曲模型。基于最小势能原理和一阶剪切变形理论,推导了该种板模型的平衡微分方程和相应的边界条件,并以四边简支方板的屈曲问题为例,讨论了材料尺度参数、CNTs的体积分数及4种不同CNTs分布形式对CNTs/FGP临界屈曲载荷的影响。结果表明：采用本文模型预测的CNTs/FGP的临界屈曲载荷总是大于传统宏观理论的预测结果,两种理论结果间的差距随着板几何尺寸的减小而逐渐增大;CNTs体积分数的少量增加,即可使板的临界屈曲载荷有明显的提升;CNTs的不同分布形式对临界屈曲载荷有显著的影响,在工程设计中应予以关注。     

压电元件驱动的功能梯度弹性薄板的屈曲

考虑功能梯度薄板,其上下表面嵌有压电执行元件.根据逆压电效应将电压转换成作用于板上的等效电载荷.假设梯度材料的弹性参数为板厚度方向坐标的幂函数,基于经典板理论,导出了功能梯度弹性薄板小挠度屈曲平衡微分方程.利用双三角级数展开法,得到了四边简支具有压电元件的功能梯度矩形板的临界屈曲载荷,在此基础上通过数值例子讨论了弹性板的几何尺寸、材料梯度指数的变化对临界电压(载荷)的影响.研究结果表明,材料的梯度指数对临界电压有重要影响,并且通过调整作用于执行元件上的电压的大小和方向,可实现对结构稳定性的有效控制.     

基于ANSYS的新型瓦楞纸板结构的有限元分析

借助有限元分析软件ANYSYS10.0,对传统V型瓦楞纸板在静定载荷作用下的力学性能进行了数值模拟,结合U型、UV型瓦楞芯纸结构,设计了O型和不倒翁型两种新型瓦楞芯纸结构,并对所有5种结构纸板的力学性能进行了对比模拟实验。结果表明:V型纸板具有很好的抗压性能,且抗压强度与V形夹角有关;不倒翁型结构瓦楞纸板同时具有良好的抗静压强度和抗冲击性能;各种纸板应力较大区域都集中在各层的粘接处,表现为纸板的应力集中点。     

材料应变率对圆柱壳轴向冲击屈曲的影响

研究了轴向冲击载荷作用下材料应变率对圆柱壳弹塑性冲击屈曲的影响,采用Ｋａｒｍａｎ－Ｄｏｎｎｅｌｌ运动方程,本构关系采用增量理论,联立Ｃｏｗｐｅｒ－Ｓｙｍｏｎｄｓ关系,求得相应的动屈服应力,借助增量数值计算方法注解运动方程,计算表明：材料的应变率敏感性显著地提高了结构的抗冲击屈曲能力;基于Ｂ－Ｒ准则的屈曲判断方法和采用Ｓｏｕｔｈｗｅｌｌ方法可以获得一致的临界屈曲载荷。     

基于有限元方法的瓦楞纸筒非线性屈曲分析

由于瓦楞纸的屈曲机理非常复杂,难以准确预测屈曲强度,利用非线性有限元的方法对某瓦楞纸筒进行了非线性屈曲分析,计算出了其极限承载能力,分析了影响其承载性能的主要因素。结果表明,采用非线性有限元方法对瓦楞纸包装结构进行屈曲分析是可行的,分析结果对瓦楞纸包装设计具有较好的参考价值。     

瓦楞纸箱运输包装系统设计

瓦楞纸箱是一种薄壁结构的绿色包装容器，广泛应用于商品包装。瓦楞纸箱运输包装系统的优化设计是一个多目标函数、多变量的优化问题，以仓储空间利用率最大为优化目标函数，瓦楞纸箱强度为约束条件，优化瓦楞纸箱结构、配料方案及装载模式，能够较全面进行纸箱优化设计，较好实现瓦楞纸箱对产品的安全保护、方便储运功能。     

钙塑瓦楞复合纸板性能的实验研究

钙塑瓦楞纸板是将普通瓦楞纸板的芯纸替换为钙塑材料而成,该材料除普通瓦楞纸板的优点外,还具有强度高、防潮等性能。通过实验方法,对3层钙塑瓦楞复合纸板平压强度、边压强度和戳穿强度进行了测试分析,同时将钙塑瓦楞复合纸板与普通5层瓦楞纸板性能进行了对比。结果表明,3层钙塑瓦楞复合纸板的边压强度为0.650 kN,平压强度为1.274 kN,戳穿强度为7.5 J;5层瓦楞纸板的边压强度为0.378 kN,平压强度为0.437 kN,戳穿强度为6.75 J。为该新材料的推广使用提供了依据。     

芯纸厚度对瓦楞纸板边压强度的影响及模拟

目的 针对瓦楞纸板的强度设计未进行系统研究的问题,通过改变楞纸的厚度研究瓦楞结构的改变对其边压强度的影响。方法 对WH81287型号的五层BE型瓦楞纸箱进行取材,对瓦楞纸板进行边压强度(Edge Crush Test,ECT)试验,通过试验数据验证有限元软件中模型的可靠性,并在Matlab中对数据进行分析,通过调整瓦楞芯纸厚度以用于瓦楞纸板的强度设计。结果 在边压强度的试验中,根据实验数据可以得到,瓦楞纸板的平均变形量为0.824 0 mm,最大边压力均值为1 041.2 N。在仿真分析中,B瓦厚度趋近于0.210 0 mm时,瓦楞纸板的最大变形量均趋近于1.195 0 mm,最大等效应变均趋近于0.115 0,最大等效应力趋近于23.500 0 MPa;在B瓦厚度增加或减少过多时,瓦楞纸板的最大变形量呈现逐渐增加的趋势,最大等效应变与最大等效应力出现陡增或骤减。结论 通过不同楞纸厚度与各参数之间的函数曲线图,找到了瓦楞纸板的最优参数,其最大变形量最小,最大等效应力、应变均较小且趋于稳定,这为实际应用中瓦楞纸板的强度设计提供了指导,提升了瓦楞纸板楞纸结构的设计效率。     

瓦楞纸板边压强度影响因素分析

目的分析瓦楞纸板边压强度与其基本物理参数之间的关系。方法通过试验测量不同弹性模量、泊松比的原纸所对应不同结构参数的瓦楞纸板的边压强度。结果当材料一定时,原纸的定量越大,厚度越厚;原纸的纵向弹性模量总是大于横向弹性模量;相同类型的原纸随着定量的增大,其纵横向弹性模量和剪切模量逐渐增大;面纸定量相同、芯纸定量不同的瓦楞纸板,其边压强度随芯纸定量增大而增大;芯纸定量相同、面纸定量不同的瓦楞纸板,其边压强度随面纸定量增大而增大;材质相同、楞形不同的瓦楞纸板,其边压强度由大到小依次为A型、C型、B型。结论瓦楞原纸物性参数、瓦楞纸板结构参数均对瓦楞纸板边压强度有决定性的影响。     

新型4层瓦楞纸板的性能分析

研究了一种新型的4层瓦楞纸板结构,并将4层瓦楞纸板和3层、5层瓦楞纸板的平压强度、边压强度、戳穿强度和耐破度性能进行比较,最后得到新型4层瓦楞纸板的主要优点是:厚度比5层瓦楞纸板要薄,节省了夹芯纸的用量,降低瓦楞纸板的成本,而且强度高,在一定情况下可以代替5层瓦楞纸板达到抗压、防震、缓冲的目的。     

Shear buckling in the core of a corrugated board structure

In some situations, a corrugated board package can experience loading of such a kind so that the corrugated core, or as it is most often referred to, the fluting, is loaded in transverse shear. This might cause the fluting to collapse and through this, cause a decrease in the bending stiffness. In this paper, an exact solution for the elastic instability of an infinite linear elastic strip with an initial curvature and loaded in pure in-plane shear is given. The solution is a modification of an existing solution for an isotropic strip. To experimentally investigate the accuracy of the model, a special device has been developed in which paper strips are loaded in pure in-plane shear to observe the buckling behavior. According to the experiments performed, the model seems to quantitatively well capture the main buckling behavior and lends some confidence to the theory. With use of the model it is easy to judge which deformation process most likely will occur, shear buckling or plastic deformation, and thereby allows one to structurally optimize the geometric ratio, i.e. the ratio between thickness and height of the fluting, when designing the corrugated core structure. Finally, it is illustrated that going below a certain critical thickness of the fluting may cause the structural strength of the board panel to decrease drastically.