多层叠加蜂窝纸板的压缩特性研究.doc

多层叠加蜂窝纸板的压缩特性研究通过RMT计算机辅助压力自动测试系统对多层叠加蜂窝纸板压缩特性进行了理论分析和不同速率下的静态压缩试验研究，得到了二层蜂窝纸板连续静、动态压缩F-、-特性曲线。试验结果表明：在2种速率压缩状态下，二层叠加蜂窝纸板的压缩特性基本一致，曲线明显呈周期性，每个周期都与其中一层的静态压缩特性一致；各层按照屈服强度(即弹性阶段应力峰值)由小到大的顺序依次屈服，经历弹塑性、塑性和压实变形各阶段；曲线中的周期脉动对其缓冲性能将产生不利影响，应加以注意。 蜂窝纸板具有较高的耐压和较好的缓冲性能，主要应用于包装工程，如包装纸箱、包装缓冲垫、托盘等。蜂窝纸板基本力学性能是设计和应用该种新型材料的基础，因此应对其进行深入研究。目前，对单层蜂窝纸板的压缩特性已进行了试验研究，得到了不同压缩速率下连续静态压缩F-、-特性曲线。由于实际应用中常使用多层蜂窝纸板的叠加组合形式，还需对叠加组合蜂窝纸板压缩特性进行研究。本文利用可测得连续压缩性能曲线的RMT计算机辅助压力自动测试系统对2层叠加蜂窝纸板的压缩特性进行了试验研究，得到了不同压缩速率下连续静态压缩F-、-特性曲线。 1、多层叠加蜂窝纸板静态压缩特性理论分析 单层蜂窝纸板小速率(6mmmin)连续静态压缩F-、-特性曲线如图1所示；较大速率(60mmmin)连续静态压缩，F-、-特性曲线如图2所示。 由图1、图2可知：2种压缩速率下蜂窝纸板的静态压缩特性曲线都明显呈现出弹性、弹塑性、塑性和压实变形4个阶段；弹性阶段产生的应力峰值是塑性阶段产生的应力值的2倍左右。 根据上面单层蜂窝纸板的静态压缩特性进行分析，可得出下面推断： 多层叠加蜂窝纸板在压缩过程中，当各层屈服强度(即弹性阶段应力峰值)不同时，屈服强度最小层应当首先屈服、破坏，然后其它各层按照屈服强度由小到大的顺序依次屈服，经历弹塑性、塑性和压实变形各阶段；当各层蜂窝纸板性能完全相同时，各层将同时屈服，同时经历弹塑性、塑性和压实变形各阶段。 由于蜂窝纸板在生产过程中很难保证各处性能完全一致，即使从同一张纸板上裁出的二层纸板性能也有微小差别，因此各层纸板也应依次屈服，经历弹塑性、塑性和压实变形各阶段。其静态压缩特性曲线也应为各层静态压缩特性曲线按照屈服强度由小到大的顺序依次相加。2、二层叠加蜂窝纸板静态压缩特性的试验研究21静态压缩试验 试验采用同一种蜂窝纸板，纸板试样面积A100mm100mm，厚度t20mm，纸芯为130gm2，蜂窝状六边形的边长为10mm，环境温度26，相对湿度R79。实验设备是RMT计算机辅助压力自动测试系统，采用A法进行实验。沿厚度方向以6mmmin的速度对试样逐渐增加载荷，实验设备可自动、连续测量并记录压力和变形的变化过程，并最终自动绘制成压力(F)-变形()特性曲线。由试验所得2层20mm厚度叠加组合蜂窝纸板小速率静态压缩特性F-、-曲线如图3所示，较大速率静态压缩特性F-、-曲线如图4所示。22静态压缩特性分析通过分析 图3、图4可知： 1)由试验所得静态压缩特性明显分为2个周期，每个周期都与其中一层的静态压缩特性一致； 2)二层纸板是按照屈服强度由小到大的顺序依次经历四个压缩特性阶段，这一点也在试验过程中得到了验证。 3、结语 通过以上试验及分析，可得以下结论： 1) 多层叠加蜂窝纸板在压缩过程中，当各层屈服强度(即弹性阶段应力峰值)不同时，屈服强度最小层应当首先屈服、破坏，然后其它各层按照屈服强度由小到大的顺序依次屈服，经历弹塑性、塑性和压实变形各阶段； 2) 多层叠加蜂窝纸板的压缩