纸木复合蜂窝夹心包装材料物理力学性质研究

纸质蜂窝材料作为包装材料,正被广泛的应用着.现利用木质单板和纸质蜂窝材料复合,该复合材料不但保留了原蜂窝材料的优点,而且还大大提高了力学强度.本文就纸木复合蜂窝夹心材料的力学性质进行了研究,并和原蜂窝纸板进行了比较;同时还研究了环境湿度对纸木复合蜂窝材料力学性能的影响.结果表明:木质单板与纸芯及纸板复合后,除平压强度略有所降低外,其余力学强度较原纸板大大增强;环境湿度对纸板及复合材料的力学性能影响较大,且随着环境湿度的加大,复合材料及纸板的强度有所下降;考虑材料和环境湿度的综合作用,对平压强度环境而言,湿度的影响大于材料,对其余力学强度而言,材料的影响大于环境湿度.     

蜂窝纸板的结构特征

蜂窝纸板具有结构新颖、性能优越、承重大、成本低、强度高、弹性好等系列特点,是包装领域替代木箱、塑料箱（含塑料托盘、泡沫塑料）的一种新型绿色包装材料。首先,蜂窝纸板具有优良的承载能力和缓冲性能;其次,它的生产采用再生纸板材料和水溶胶粘剂,可以百分之百回收,克服了泡沫塑料衬垫对人和自然环境的危害;第三,它易于加工切割成各种形状及尺寸,成本低,可重复使用。近年来,欧美日等发达国家很重视蜂窝纸板的缓冲包装设计,并已应用于精密仪器、仪表、家电器及易碎物品的运输包装。中国包装科学技术研究所研制出峰窝纸板生产…     

关注蜂窝纸板产业的未来

蜂窝纸板的内芯为无数个正六边形连接而成类似蜂窝状结构 ,两端的面纸与蜂窝状的芯纸垂直。正因为这种内芯纸均垂直于面纸的特殊结构 ,才使得蜂窝纸板具有巨大的平面压缩强度。据称 ,１平方米优良的蜂窝纸板其平面压强度最高可达２０吨 ,令纸制品业内人士称赞不已。由于蜂窝纸板的内芯宽度可在１０ｍｍ～５０ｍｍ甚至更大范围内任意调整 ,使得其蜂窝纸板厚度变化范围较宽 ,其抗震性、缓冲性能优良 ,应用范围大 ,特别是国际上对木制包装及木制托盘的限制 ,使得纸制包装、纸制托盘得到强化推广应用。其中蜂窝纸板以其独特的物理技术性能受到人…     

蜂窝纸板侧压强度实验研究

研究了蜂窝纸板的侧压强度实验方法,实验测量与分析了温度、湿度、加载速率等因素对蜂窝纸板侧压强度的影响.研究结果表明:当温度在50℃以下时,蜂窝纸板侧压强度随着温度的升高而增大,但温度超过50℃时,蜂窝纸板的侧压强度随着温度的升高而减小;当相对湿度提高时,蜂窝纸板的侧压强度随之降低;当加载速率增大时,蜂窝纸板的侧压强度随之增大.     

也谈蜂窝纸板在包装中的应用

一、前言包装设计不仅要考虑传统的三个功能,即包装的保护功能、方便功能和促销功能,而且应该把环境保护作为选择材料的一个重要条件,即如何更好地减少和消除包装废弃物对环境的污染,怎样有利于包装废弃物的回收与处理。在这个大前提下纸与纸板包装的比例正在逐年升高。运输包装中除了大量普及使用的瓦楞纸板外,国内同行近年来又开发出并开始批量使用蜂窝纸板。从环保的角度看,它和瓦楞纸板一样应归为一种绿色包装材料,蜂窝纸板的应用前景到底如何,本文想对此进行一些讨论。二、蜂窝纸板的结构与性能１．结构蜂窝纸板的结构为上下两…     

石头纸蜂窝纸板力学性能试验研究

将定量为202 g/m2,厚度为0.16 mm石头纸,制作成为蜂窝纸板,根据国家标准检测其平压强度、边压强度、戳穿强度和耐破度。通过试验检测得到:石头纸蜂窝纸板的平压强度均值为628 kPa,边压强度的均值为12.1 N/cm,戳穿强度的均值为8.84 J,耐破度高。结果表明:石头纸蜂窝纸板的平压强度优于传统纤维纸板,边压强度低于纤维纸板国家标准值,耐戳穿强度符合国家标准,耐破坏性能突出。     

瓦楞纸箱设计的防震技术

所谓防震包装就是指为减缓内装物受到冲击和振动,保护其免受损坏所采取的一定防护措施的包装。 常见的缓冲包装材料有泡沫塑料、蜂窝纸板、纸浆模塑、瓦楞纸板、纸质类、气垫类和植物纤维类包装缓冲材料。很多国家和地区对环境保护做出的规定促使了绿色缓冲包装的进一步的开发,出现了很多绿色包装材料,如：碎纸、皱纹纸、瓦楞纸板、纸浆模塑、可降解塑料、蜂窝纸板等等。     

瓦楞纸箱设计的防震技术

所谓防震包装就是指为减缓内装物受到冲击和振动,保护其免受损坏所采取的一定防护措施的包装。常见的缓冲包装材料有泡沫塑料、蜂窝纸板、纸浆模塑、瓦楞纸板、纸质类、气垫类和植物纤维类包装缓冲材料。很多国家和地区对环境保护做出的规定,促使了绿色缓冲包装的进一步的开发,出现了很多绿色包装材料,如：碎纸、皱纹纸、瓦楞纸板、纸浆模塑、可降解塑料、蜂窝纸板等等。     

芯子开槽对蜂窝纸板平压强度的影响

在试验的基础上,研究了芯子开槽后蜂窝纸板平压强度的变化情况,并得到了蜂窝纸板的压缩特性曲线。试验结果表明,芯子的一侧均匀开槽后的蜂窝纸板,其平压强度较未开槽的蜂窝纸板的平压强度高。     

纸蜂窝夹芯复合板材静态缓冲性能研究

目的为了新型纸蜂窝夹芯复合板材在运输包装中的推广应用,对新型泡状纸蜂窝夹芯复合板和纸蜂窝夹芯复合平板的缓冲性能和吸能特性进行研究。方法主要通过静态压缩实验,研究不同芯高的纸蜂窝结构类板材的应力-应变曲线、总能量吸收图、单位体积能量吸收图和缓冲系数-应变曲线,分析结构和芯高对板材静态压缩性能的影响。结果数据表明同种芯高的板材,纸蜂窝夹芯复合平板的应力峰值稍高;纸蜂窝夹芯复合平板的能量吸收、单位体积能量吸收最好;泡状纸蜂窝夹芯板由于泡结构的作用,缓冲性能大大增强。结论纸蜂窝夹芯复合平板的平压强度最好,而泡状纸蜂窝夹芯复合板的缓冲性能优于同等结构的蜂窝纸板,2种板材都有很好的应用前景。     

中件空投托盘缓冲包装设计

目的 解决现役中件空投无缓冲、货台空投成本高等问题。方法 在保证中件空投托盘和运输机具有良好的空投适应性和匹配性的基础上,以托盘的缓冲功能为核心,设计托盘的框架结构。确定托盘的主要材料,设计具有一定缓冲功能、效费比较高的中件空投托盘。结果 以厚度为50 mm的边8蜂窝纸板缓冲垫为例计算,当承载质量为500 kg空投物资时,需要厚度为143 mm的蜂窝纸板缓冲垫。计算结果表明,中件空投托盘的缓冲材料选择合理,结构设计正确,能够实现设计的目的。结论 设计的中件空投托盘具有储运方便、装机简单、吸能缓冲、成本低廉等特点,为中件空投系统的改进和空投货台的设计提供了一种思路。     

变幅多次冲击对蜂窝纸板缓冲特性影响

目的研究了蜂窝纸板在面外变幅多次冲击下的缓冲特性,为蜂窝纸板的运输包装设计提供参考。方法对蜂窝纸板进行不同强度类型的多次冲击,以模拟运输过程中其经历的冲击与跌落,再通过进行准静态压缩试验来评估其缓冲性能的变化情况。结果多次冲击后蜂窝的剩余结构产生了2个明显的变形情况:具有垂直胞壁的未压溃部分和由于冲击累积而导致褶皱的压溃部分;发现冲击强度由低到高比由高到低对蜂窝结构应力-应变、缓冲系数和能量吸收曲线造成的影响更为明显,且影响程度随着高度种类的增多而增加。结论多次冲击会对蜂窝纸板的缓冲性能产生不利影响,且影响的程度会受到冲击顺序的影响,因此,考虑冲击的类型对于缓冲包装来说具有十分重要的意义。     

纸蜂窝材料的有效缓冲及其预压缩试验

通过对纸蜂窝材料(蜂窝纸板)进行预压缩试验的方法,研究了预压前后纸蜂窝材料缓冲性能的变化,提出了纸蜂窝材料有效缓冲的概念。进一步研究了不同预压缩率下纸蜂窝材料缓冲性能的变化,得到了一组缓冲系数C-最大静应力σm曲线,此曲线可以方便缓冲包装设计的材料选择。     

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。     

垂直载荷作用下蜂窝纸板的非线性屈曲分析

蜂窝纸板质轻、强度高、抗冲击性能好,广泛应用于包装物流领域,但是由于其屈曲机理非常复杂而不能准确预测其屈曲强度。借助于有限元分析软件ANSYS对垂直载荷作用下蜂窝纸板的屈曲强度进行了特征值和非线性屈曲模拟分析,并对其结果进行了对比分析。结果表明,应用ANSYS软件对蜂窝纸板进行屈曲分析是可行的。分析结果对蜂窝纸板的设计、力学性能研究与测试具有一定的参考价值;非线性屈曲分析结果的精度比特征值屈曲分析高,将两者结合使用可以有效地提高分析的效率和精度。     

考虑蜂窝纸板箱缓冲作用的产品包装系统跌落冲击研究*

在实际缓冲包装设计中,忽略了外包装箱的缓冲作用,因此很难得到合理的缓冲结构。为了研究外包装箱对缓冲包装系统的影响,首先基于压缩试验分别确立了制作外包装箱的蜂窝纸板与缓冲材料发泡聚乙烯的本构关系;其次建立了发泡聚乙烯与蜂窝纸板的串联力学模型,并介绍了求解算法;最后基于物品响应加速度小于许用值及材料用量最小化两个原则,设计了串联缓冲包装结构目标优化函数并介绍了优化函数的求解步骤,通过试验数据验证了模型的正确性。结果表明,如果不考虑蜂窝纸板箱的缓冲作用,会造成很大程度的保守包装,因此考虑外包装箱的缓冲作用能有效避免缓冲材料的过度使用。这些研究结果与方法为其他不同缓冲材料的串联提供了参考。     

基于刚度-强度-重力的蜂窝纸板优化设计

分析了蜂窝纸板轻量型优化设计的刚度、强度约束函数和重量目标函数,找出了制箱或制托盘用蜂窝纸板结构优化设计方法,并用图解法举例说明了如何根据包装的具体需要优选蜂窝纸板结构.     

Structure design of reinforced honeycomb paperboard core and characterization of its out‐of‐plane bearing strength

Honeycomb paperboard's out‐of‐plane bearing performance is one of the important properties in packaging field application. Further improvement of its bearing performance has important value in engineering practice. In this paper, a honeycomb core structure was designed, and the bonding dimension and manufacturing process were designed. The mechanism of out‐of‐plane quasi‐static compression deformation of reinforced honeycomb paperboard was analyzed by experiments. The theoretical model of out‐of‐plane platform stress was constructed by applying the plastic deformation, plastic energy dissipation and energy conservation theory. The results show that the improved structure can be mechanically bonded in a flat state with less technological changes. Under the same honeycomb core material and core size parameters, the bearing strength of the improved structure increases by an average of 3.9 times to conventional structure. In order to meet the same compressive strength requirement, the improved structure can reduce the performance requirements of honeycomb core material or increase the core size compared with the conventional structure. When the honeycomb core cell is larger, the tension on the core layer required for the production process is reduced. The theoretical and experimental data are in good agreement with each other, and the relative errors are all less than 13%.     

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。     

Influence of Low‐Intensity Repeated Impacts on Energy Absorption and Vibration Transmissibility of Honeycomb Paperboard

Packaging products in logistics typically will receive multiple low‐intensity repeated impacts, fewer moderate to high‐intensity impacts and vibration. As a result of low‐intensity repeated impacts, local buckling and fold will be formed in honeycomb paperboard, and its cushioning performance will be weakened. This paper investigates the influence of low‐intensity repeated impacts on the cushioning performance of honeycomb paperboard. The low‐intensity repeated impacts with dropping height 5 cm were conducted at first. Then, the moderate‐intensity impact with dropping height 80 cm and vibration experiment were, respectively, conducted. The results show: (a) honeycomb paperboard absorbs the energy produced by low‐intensity repeated impacts through layer upon layer folding of honeycomb structure. The highest buckling peak turns up in low‐intensity impact, followed by a series of buckling in intact honeycomb paperboard. However, the buckling is not obvious in repeated impacts; (b) the load carrying capacity of honeycomb paperboard after low‐intensity repeated impacts declines significantly. Three deformation stages are observed in the load–displacement curve. Most of impact energy is absorbed in the plateau stage. The absorbed energy of damaged honeycomb paperboard under moderate‐intensity impact decreases with the increasing of low‐intensity impact repetitions; and (c) the low‐intensity repeated impacts have an obvious influence on the resonance frequency of packaging product and stiffness of honeycomb paperboard. To confirm vibration properties of product using honeycomb paperboard cushioning, it should be considered in a designing process that honeycomb paperboard changes soften more in logistics. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.