动态冲击载荷下蜂窝纸板的力学行为

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1、＇＇论文分类号：１０７０８：１学校代码学号：１５０１００５ＳＨＡＡＮＸＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣ硕士学位论文’ＴｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ动态冲击载荷下蜂窝纸板的力学行为张静静指导教师姓名：陈满儒教授学科名称：机械设计与理论论文提交日期：２０１８年３论文答辩日期：２０１８年５月学位授予单位：陕西科技大学申请工学硕士学位论文论文题目：动态冲击载荷下蜂窝纸板的力学行为学科门类：工学一级学科：机械工程培养单位：轻工科学与工程学院硕士生

2、：张静静导师：陈满儒教授2018年3月MechanicalBehaviorsofHoneycombPaperboardUnderDynamicImpactLoadingsAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByJingjingZhangSupervisor:Prof.ManruChenMarch2018动态冲击

3、载荷下蜂窝纸板的力学行为摘要新型绿色包装材料蜂窝纸板受到多方领域的广泛关注，其不仅结构新颖，在承载、缓冲、隔热性能上都具有很强的优势，而且用材少，质量轻。目前广泛应用在包装、家具和建材等领域。因此，研究蜂窝纸板异面动态冲击力学性能具有十分重要的科学研究价值。本课题主要通过动态冲击试验方法研究蜂窝纸板的厚度、内含气体和厚跨比对其异面动态冲击力学性能的影响。主要研究工作和成果如下：（1）测定了蜂窝原纸的弹性模量与屈服强度，为本课题的试验基础。理论分析蜂窝纸板的厚度、内含气体、孔隙率和厚跨比对其异面冲击力学性能的影响规律，给出相关理论公式，为试

4、验研究提供理论依据。（2）研究厚度分别为30，40，50和60mm时厚度对蜂窝纸板异面动态冲击力学性能的影响。通过动态冲击试验分析不同厚度蜂窝纸板的接触力、最大接触力、最大位移、最大应变和吸收能的变化规律。得出结论，当冲击能一定时，随着蜂窝纸板厚度的增加，接触力逐渐减小，接触时间逐渐变长；当单位厚度冲击能一定时，最大位移和吸收能随着厚度的增大而增加，接触力、最大接触力和最大应变随着厚度的增加而减小；对于任一厚度的蜂窝纸板，最大接触力、最大位移、最大应变、吸收能随单位厚度冲击能的增大而增加；当冲击能相同时，不同厚度蜂窝纸板的吸收能几乎相同，

5、且冲击能与吸收能呈线性关系。因此，蜂窝纸板吸收能量的能力与其厚度无关，吸收能的大小取决于冲击能的大小。（3）研究孔隙率分别为0%、50%和100%时内含气体对蜂窝纸板异面动态冲击力学性能的影响。通过动态冲击试验分析不同孔隙率蜂窝纸板的接触力、最大接触力、最大位移、最大应变和吸收能的变化规律。得出结论，在给定冲击能的情况下，最大接触力与吸收能随着孔隙率的增大而减小，最大位移和最大应变随着孔隙率的增大而增大；而在孔隙率一定的情况下，最大接触力、最大位移、最大应变和吸收能随冲击能增大而增加；此外，冲击能越大，接触力达到峰值的时间越短，接触持续时

6、间越长。在动态冲击试验中，内含气体使蜂窝纸板吸收冲击能的能力明显增强，并且当冲击能一定时，孔隙率越大，蜂窝纸板越容易被压变形，吸收能越少。（4）研究厚跨比分别为0.028和0.03时厚跨比对蜂窝纸板异面动态冲击力学性能的影响。通过动态冲击试验分析不同厚跨比蜂窝纸板的接触力、I最大接触力、最大位移、最大应变、吸收能的变化规律。得出结论，冲击能一定时，厚跨比越大，最大位移和最大应变越小，最大接触力和吸收能越大。在动态冲击试验中，厚跨比的增大使蜂窝纸板吸收冲击能的能力明显增强。研究得出选用蜂窝纸板作为缓冲材料时，内含气体对蜂窝纸板冲击性能的影响

7、不可以忽略，并依据实际情况选择适当的厚度和厚跨比，避免过度包装。本课题研究成果有助于蜂窝纸板的进一步理论研究分析及实际应用。关键词：蜂窝纸板，厚度，内含气体，厚跨比，冲击能，吸收能IIMechanicalBehaviorsofHoneycombPaperboardUnderDynamicImpactLoadingsABSTRACTHoneycombpaperboardisanewtypeofenvironmentallyfriendlycushioningpackagingmaterial,ithasdrawntheextensiveat

8、tentioninmanyfields.Ithasnotonlyanovelstructure,butalsostrongadvantagesinbearing,cushioning,andh