湿度对瓦楞纸板纵向压缩承载性能的影响

目的 瓦楞纸板由于其材料的特殊性,在运输过程中会受到环境湿度的影响,因此,首先研究标准环境下的平台应力模型,然后引入湿度因素对模型进行修正.方法 采用试验及理论建模的方法建立基于环境湿度的纵向压缩平台应力理论模型.通过实验手段探讨瓦楞原纸极限应力随环境湿度的变化规律,建立其随环境湿度的特征曲线,然后引入标准环境下的平台应力理论模型中,建立任意环境湿度下的平台应力理论模型.结果 与未考虑湿度建立的瓦楞纸板平台应力相比,考虑湿度建立的理论模型与实验结果有较好的一致性,验证了模型的准确性.结论 建立任意湿度下的理论模型对于平台应力有很好的预测作用,在实际应用中对瓦楞纸板的选择以及包装设计有很大的指导作用.     

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。     

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。     

不同组合角度瓦楞纸板缓冲性能研究

以不同组合角度的瓦楞纸板为研究对象,以角度为变化参数,结合matlab软件进行分析研究。通过边压强度、平压强度试验,拟合得到了其强度与组合角度的关系模型,精度、误差在允许的范围内;通过静态压缩试验,获得了其静态缓冲系数-应力曲线。实验结果表明:瓦楞纸板的边压强度随着组合角度的增加而逐渐减小;平压强度则在组合角度为0时最大,90°,30°和45°时依次减小;静态压缩试验中组合角度为0的缓冲能力最大。     

EBE楞瓦楞纸板缓冲曲线研究

瓦楞纸板因其可降解性、优良的缓冲性能和隔温性能,常用于运输包装中。首先利用万能试验机得到了EBE楞瓦楞纸板静态应力-应变曲线,结果表明瓦楞纸板应力-应变曲线具有非单调性的特点,因此求解瓦楞纸板缓冲曲线需要分段处理。最后计算了EBE瓦楞纸板的缓冲系数-最大应力曲线,并给出了使用缓冲曲线设计包装结构的算例。     

瓦楞纸板和蜂窝纸板的力学性能研究

本文回顾了国内外瓦楞纸板和蜂窝纸板力学性能的研究状况.认为复合纸板的力学性能研究主要集中在静态结构稳定性研究和动态缓冲性能研究两方面.文章的最后提出了今后的研究任务和方向.     

基于有限元分析的瓦楞纸板包装设计

目的开发一种瓦楞纸板包装设计的集成设计方法。方法通过一系列有限元分析软件ABAQUS的应用实例,来展示瓦楞纸板包装的有限元集成设计方法。结果采用该集成设计方法开发出了2种常用的瓦楞纸板包装:B1型纸箱和农用盘式纸箱。结论通过2类盒型包装设计实例并利用ABAQUS模拟技术所提供的夹层包装结构材料的简化模型,这一集成设计方法可扩展应用到不同种类的瓦楞纸板包装设计中。     

防锈瓦楞纸板制备工艺和性能的研究

研究了以二环已胺分别和载体淀粉胶和氧化淀粉胶粘剂组成的缓蚀性胶粘剂的缓蚀性能,分别研究了以2种不同的缓蚀淀粉胶粘剂为粘合剂制成的防锈瓦楞纸板的缓蚀性能和机械性能.研究结果表明:缓蚀胶粘剂和以其制成的瓦楞纸板对金属铁都有缓蚀作用,同时气相缓蚀剂的加入对防锈瓦楞纸板的边压强度和粘合强度影响较小.     

米字形填充正方形蜂窝异面平台应力

目的 研究冲击速度和结构参数对米字形填充正方形蜂窝异面平台应力的影响规律。方法 利用ANSYS/LS-DYNA建立该蜂窝可靠的基于胞元阵列的异面冲击分析有限元模型;基于简化的超折叠单元理论推导该蜂窝的准静态平台应力理论公式,理论值与仿真值相吻合验证理论公式的正确性。对不同壁厚边长比的蜂窝,在不同冲击速度下进行异面冲击仿真分析,利用LS-PrePost软件处理得到相应的接触力-位移曲线,进一步处理得到变形模式和平台应力,并以图表的形式加以展示与分析。结果 不同冲击速度下结构参数固定的蜂窝表现出LS、MS和HS等3种不同的异面冲击变形模式,从LS模式转变到MS模式再到HS模式的临界速度分别约为20 m/s和150 m/s;壁厚边长比对变形模式的影响可忽略。结论 该蜂窝动态平台应力随冲击速度(或壁厚边长比)的增加而增大,且增长速率不断提高。当其他参数固定时,LS模式和MS模式下该蜂窝的动态平台应力与冲击速度呈二次函数关系,HS模式下动态平台应力与冲击速度的平方呈线性关系;动态平台应力与壁厚边长比呈幂函数关系。基于仿真计算结果,得到了该蜂窝动态平台应力的经验表达式。     

多层瓦楞纸板动态缓冲性能首次冲击模型的建立

以重型商品包装中广为采用的多层组合瓦楞纸板为对象,根据组合瓦楞纸板在温、湿度控制条件下缓冲性能的动态测试数据,建立了其动态缓冲性能首次冲击模型.,揭示了这种材料在外部冲击激励下的动力学响应规律.依据瓦楞纸板材料缓冲性能的粘弹塑性模型,由实测数据识别了模型参数.这种模型仅依据一组或两组材料密度、瓦楞数、跌落高度、变形种类和静应力条件的实测数据即可识别模型参数,较全面反映组合瓦楞纸板在首次冲击时的动力学性态.     

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.     

层合瓦楞纸板结构沿瓦楞方向的准静态压缩性能研究

试验研究了层合瓦楞纸板结构沿瓦楞方向的准静态压缩性能。研究结果表明:该结构准静态压缩载荷-变形曲线可分为2段——线弹性段和褶皱化变形段;楞型不同、厚度相同的样品,其准静态压缩最大值与瓦楞纸板的边压强度完全相关;楞型相同、厚度不同的样品,随着厚度的增加静态压缩最大值逐渐降低,厚度对载荷最大值所对应的变形值的影响不大。     

瓦楞纸板结构在运输包装应用中的研究进展

从瓦楞纸箱、衬垫、托盘等方面论述了瓦楞纸板结构在运输包装应用中的研究进展,并对瓦楞纸板在运输包装系统中的应用研究提出了一些建议.     

层合瓦楞纸板三向静态平压性能研究

通过静态压缩试验,对B楞和C楞层合瓦楞纸板X,Y,Z3个方向的平压性能进行了研究,并绘制了其载荷-变形曲线和应力-应变曲线。纸板的载荷-变形曲线表明：压缩时各纸板3个方向的曲线走势类似,都有一段线性变形部分,当载荷达到最大值后,X向和Z向的曲线呈波浪状下降,而Y向的曲线近似于水平波动。纸板的应力-应变曲线表明：3个方向的压缩中,Z向的压缩强度值最大,X向次之,Y向最低,Z向值为X向的3～6倍,为Y向的12～14倍。此外还对瓦楞纸板平压强度与Y向压缩强度的关系和瓦楞纸板边压强度与Z向压缩强度的关系进行了分析。     

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。     

瓦楞纸板缓冲结构的缓冲性能影响因素研究

瓦楞纸板在缓冲包装中应用极为广泛,其结构对其缓冲性能有很大的影响。设计了内三角形、外三角形、正方形、正方形复合结构,通过静态压缩实验,绘制了其应力-应变曲线。分析比较了内外折叠情况、缓冲结构的角度、支座的形状以及斜撑等因素对缓冲性能的影响。研究表明,内三角结构的缓冲性能优于外三角结构;支座倾斜角度60°的结构具有较好缓冲性能;设计的缓冲结构中,最佳缓冲结构为正方形复合结构。研究结果对瓦楞纸板缓冲结构的设计及应用提供了参考。     

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。     

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。     

一种复配表面施胶剂对瓦楞纸板边压强度的影响

分别以氧化淀粉、CMC和SAE类表面合成施胶剂为强化助剂,对瓦楞纸板进行了表面涂覆试验,研究了其边压强度变化情况;将上述施胶剂复配,以分散剂CMC用量、氧化淀粉与SAE混合溶液的质量分数、氧化淀粉与SAE配比、施胶温度为因素,应用正交试验法进行复配效果研究。试验结果表明,氧化淀粉、SAE和CMC的复配,比单独使用具有更好的增强效果。试验获得的最佳瓦楞纸板强化工艺参数是:CMC质量分数为5%,氧化淀粉与SAE混合溶液质量分数为9%,氧化淀粉与SAE质量比为1:10,施胶温度为85℃。     

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。