EPE / EPS 与蜂窝纸板组合静态缓冲性能的研究

以EPE与蜂窝纸板组合结构和EPS与蜂窝纸板组合结构为研究对象,通过静态压缩试验得到了3种材料和2种组合结构的应力-应变曲线和缓冲系数曲线。对比分析表明,组合结构力学性能得到了改善;较小应力状态下,组合结构分别呈现出EPE和EPS的缓冲性能,且EPE与蜂窝纸板组合结构的缓冲性能优于EPS与蜂窝纸板组合;压缩中间阶段,2种组合结构缓冲曲线基本重合,且接近于蜂窝纸板缓冲曲线;压缩后期,较大应力条件下,组合结构仍有一定的缓冲性能。组合后的材料结合了2种材料的优点,在较小应力和较大应力条件下均具有较好的缓冲性能。     

层合方式和压缩方向对层合瓦楞纸板压缩性能的影响

目的研究层合方式和压缩方向对层合瓦楞纸板压缩性能的影响。方法通过静态压缩对平齐式和交错式等2种层合瓦楞纸板的3个方向进行实验,得到相应的应力-应变曲线,运用能量效率法对其峰应力、平均抗压强度、总吸能和比能量吸收进行对比分析。结果 2种层合方式的瓦楞纸板在x,y,z方向的应力-应变曲线走势大致相似,峰应力、平均抗压强度、总吸能和比能量吸收均为x方向最大,y方向次之,z方向最小。在x,y,z各个方向上,平齐式层合瓦楞纸板的峰应力、平均抗压强度、总吸能和比能量吸收均高于交错式层合瓦楞纸板。结论不同层合方式和压缩方向对层合瓦楞纸板压缩性能的影响较大,设计重型缓冲包装时可以优先选择平齐式层合瓦楞纸板的x方向,可以更好地达到提高缓冲效果和节约材料的目的。     

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.     

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。     

蜂窝-瓦楞复合纸板的面外承载及静态缓冲性能研究

通过静态压缩试验,测定了蜂窝纸板、蜂窝-瓦楞复合纸板的静态缓冲特性曲线,讨论了蜂窝-瓦楞双面复合纸板的静态压缩变形过程,并分析了复合层数和瓦楞楞型对蜂窝-瓦楞复合纸板的面外承载性能和静态缓冲性能的影响。结果表明,蜂窝-瓦楞复合纸板的面外承载能力明显低于未经复合的蜂窝纸板;蜂窝-瓦楞复合纸板在低应力阶段的缓冲性能明显优于蜂窝纸板,但在高应力阶段与蜂窝纸板的缓冲性能基本一致。     

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。     

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。     

EPE泡沫填充圆形纸蜂窝异面缓冲性能的试验研究

目的为了研究EPE泡沫填充对圆形纸蜂窝异面缓冲性能的影响,开展相关试验研究。方法对2种排列方式(规则/交错)以及不同填充形式(未填充、全填充、5种部分填充方式)的EPE泡沫填充圆形纸蜂窝结构,进行异面准静态和动态压缩试验,研究其异面变形模式和吸能特性,比较不同排列方式和泡沫填充对其异面缓冲性能的影响。结果静态压缩时,与未填充蜂窝结构相比,EPE填充使交错排列的平均平台应力和单位体积能量吸收分别增长了10.1%和8.9%,规则排列分别增长了7.1%和7.5%。结论 EPE填充使圆形纸蜂窝所承受的最大静应力增大,且交错排列时增长较明显;相同填充率下,填充方式对圆形纸蜂窝异面静态压缩的缓冲性能影响不大。动态压缩时,排列方式和泡沫填充仅对大载荷下圆形纸蜂窝的动态缓冲性能影响明显。EPE填充使圆形纸蜂窝异面缓冲性能得到改善,且交错排列方式优于规则排列。     

纸瓦楞-蜂窝复合夹层结构的跌落冲击缓冲性能研究

针对纸瓦楞与纸蜂窝的复合夹层结构在跌落冲击动态压缩条件下的缓冲防护性能,研究了纸蜂窝厚度对单面、双面复合形式的冲击加速度响应、变形特征和缓冲吸能特性的影响规律。结果表明,瓦楞夹层先压溃,其次是蜂窝夹层,而且较大的蜂窝厚度会引起纸蜂窝芯层的次坍塌行为。在相同冲击质量或冲击能量条件下,同一蜂窝厚度的单面复合夹层结构的单位体积吸能、比吸能和行程利用率较双面复合结构分别增加了7.94%、28.34%和8.47%,但总吸能较于双面复合结构降低了16.12%,单面复合夹层结构的缓冲吸能特性优于双面复合夹层结构,而双面复合夹层结构的抗冲击性能优于单面复合夹层结构。对于纸蜂窝厚度10 mm、15 mm、20 mm和25 mm的复合夹层结构,低冲击能量作用下蜂窝厚度的增加降低了结构的缓冲吸能特性,高冲击能量作用下蜂窝厚度的增加提高能量吸收能力。纸蜂窝厚度10 mm、15 mm、20 mm和25 mm的复合夹层结构的比吸能、单位体积吸能和行程利用率是蜂窝厚度70 mm的复合夹层结构的1 倍~3 倍,较低厚度的纸蜂窝更有利于复合夹层结构的缓冲吸能。     

泡沫和橡胶组合层状结构静态吸能性能研究

目的 提出一种新型的泡沫和橡胶组合层状吸能结构,通过仿真对比分析该结构静态压缩特性和缓冲性能。方法 采用发泡聚苯乙烯(EPS)、三元乙丙橡胶(EPDM)2种材料,以3种不同厚度比(1∶3、1∶1、3∶1)、2种叠置顺序进行组合构建层状结构,应用LS–DYNA进行组合层状结构静态压缩变形特性、吸能特性分析,并与2种材料单独压缩时的特性作了对比。结果 2种材料相互组合的层状结构静态压缩力学特性、吸能能力与叠置顺序无关,与2种材料的厚度比有关。组合层状结构的承载能力、总吸能和平台应力均优于单一EPS的;组合层状的比吸能优于单一EPDM的,比单一EPS的差,是单一EPS比吸能的1/60~1/20。能量吸收率在不同应力水平存在差异,调整EPS或EPDM子层厚度占比可提高组合层状结构的缓冲效率。结论 EPS和EPDM 2种材料相互组合的层状结构具有较大的结构承载能力和吸能优势,可为抗冲击的缓冲系统设计提供新思路和参考价值。     

立式瓦楞复合纸板静态压缩试验与有限元分析

目的对立式瓦楞复合纸板的静态压缩过程进行试验研究和有限元分析,研究不同楞型立式瓦楞复合纸板的力学性能。方法制作A楞、AB楞、B楞等3种不同立式瓦楞复合纸板试样,进行静态压缩实验,得到其压缩应力-应变曲线;建立3种楞型的立式瓦楞复合纸板有限元模型,进行静力学分析,得到其压缩应力-应变曲线,并与实验结果进行对比分析。结果试验和有限元分析均显示立式瓦楞复合纸板的静态压缩过程与蜂窝纸板的静态压缩过程类似,包括弹性阶段、屈服阶段、平台阶段、密实化阶段,试验和有限元分析所得到的压缩应力-应变曲线相吻合。纸板的峰值应力和平台应力与楞型有关,且随着楞高的增大而减小。结论通过试验研究和有限元分析方法得到了不同楞型立式瓦楞复合纸板的静态压缩性能,对该新型材料的应用有重要参考价值。     

夹层结构纸板的力学性能测试方法概述

为了使相关人员能对夹层结构纸板的力学性能测试方法有较为全面的理解和认识,研究了瓦楞纸板、蜂窝纸板和瓦楞复合纸板的力学性能相关测试标准,阐述了各种力学性能的测试原理,分析了各测试标准之间的差异,并介绍了改进夹层结构的剪切性能测试装置的相关研究成果。通过分析可知,瓦楞纸板、蜂窝纸板和瓦楞复合纸板的不同力学性能测试标准的要求不同,且各种力学性能测试标准还需要改进和更新,3种纸板的力学性能测试需根据具体的应用环境选择合适的测试标准和方法。     

泡沫塑料/瓦楞纸板组合结构的缓冲性能

目的分析比较不同种类缓冲材料组合结构的缓冲性能。方法将EPS和EPE分别与单、双瓦楞纸板进行叠合,获得4种组合结构件,对上述缓冲材料进行静态压缩试验。结果得到不同材料的应力-应变曲线及缓冲系数曲线。结论泡沫塑料/双瓦楞纸板的应变能大于泡沫塑料/单瓦楞纸板;EPE/双瓦楞纸板的缓冲性能相对于EPS/双瓦楞纸板来说更为优异;泡沫塑料/双瓦楞纸板的最小缓冲系数低于相对应的泡沫塑料。     

面纸和芯纸相互作用的瓦楞纸板平台应力研究

目的 研究了不同厚度的瓦楞纸板受到纵向压缩时的变形模式,以及对应模式的平台应力理论模型和变化趋势.方法 对不同厚度的瓦楞纸板进行纵向准静态压缩,模拟实际运输中瓦楞纸板受到压缩时的变形情况,建立不同厚度的瓦楞纸板平台应力理论模型,根据试验数据对平台应力进行评估.结果 不同厚度的瓦楞纸板受到静态压缩时,产生了3种不同的变形,包括面纸和芯纸不分离,面纸和芯纸部分分离,面纸和芯纸完全分离.发现对于不同的变形,瓦楞纸板的平台应力变化较为明显,且随着瓦楞纸板厚度的增加,分离情况变多,平台应力的降低较为明显.结论 厚度增大会使瓦楞纸板产生变形使得平台应力下降,因此建立不同厚度的瓦楞纸板平台应力理论模型对瓦楞纸板的力学性能进行评估,这对瓦楞纸板缓冲材料尺寸选择,以及瓦楞纸箱的设计等有一定的指导意义.     

蜂窝纸板与瓦楞纸板组合结构缓冲特性研究

通过试验测试了瓦楞纸板、蜂窝纸板及其组合结构的缓冲特性曲线,并将组合结构与另外两种材料的曲线特征进行比较,结果表明,组合结构兼具有两者的优点,对于小幅荷载和较大载荷都有良好的缓冲能力.     

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.