不同蜂窝结构对蜂窝纸板力学性能的影响
不同蜂窝结构对蜂窝纸板力学性能的影响
刘跃军,江太君,曾广胜,陈挺
［摘要】在对蜂窝纸板结构进行合理化抽象和假设的基础上”借助有限元分析
软件ANSYS对不同尺寸结构的蜂窝纸板进行了特征值屈曲分析与谐响应分析。
结果表明,当蜂窝边长一定时，随看蜂窝高度的增加，屈曲强度迅速下降,共振
频率先下降后升高；当蜂窝高度一定时,随看蜂窝边长的增加，屈曲强度逐渐下降，但共振频率变化不大，且会在其右侧出现小峰,当蜂窝的边长与高度比在1:1附近时,共振频率最低,为88 H乙
【期刊名称】包装学报
【年(卷),期】2010(002)001
【总页数】3
【关键词】蜂窝结构；谐响应分析；共振频率；临界屈曲强度
蜂窝纸板是由面纸、里纸与芯纸组成的夹层结构纸板，芯纸呈蜂窝状,通常呈正六边形,该纸板具有质量轻、强度高、缓冲性能好等优点，现已广泛应用于包装物流领域Z用来代替实木或金属制作托盘，或制作重型机械的包装箱Z大大促进了绿色包装的发展。在这些应用中,纸板的屈曲强度和抗振性能［1］是需要重点考虑的因素，对于蜂窝纸板的这些性能前人已经做了很多硏究工作［1-5］, 但以往大都以实验研究为主，广泛采用经验公式，在结构设计与应用中受到了—定的限制。目前,采用现代先进分析技术对蜂窝纸板进行相关模拟分析［5］还不多见。本文以通用ANSYS有限元分析软件为平台，在对蜂窝纸板结构进行抽象与简化的基础上,通过特征值屈曲分析和谐响应分析，研究了蜂窝纸板的屈曲强度和抗振动特性,为蜂窝纸板屈曲破坏机理的硏究和力学性能实验提供
蜂窝夹层结构的低温力学性能
1998年第4期低 温 工 程 N o . 4 1998 总第104期 CR YO GEN I CS Sum N o .104 于1998年3月9日收到。张建可,男,44岁,副研究员。 蜂窝夹层结构的低温力学性能 张建可 冀勇夫 李智华 (兰州物理研究所 兰州 730000) 摘要 以选定的一种蜂窝夹层结构为例,对其低温力学性能即拉伸、压缩、剪切等进行了各种外界环境包括温度、粒子辐照、紫外辐照、冷热循环等影响前后的性能测试和研究。在大量试验的基础上,通过理论分析,找出了影响其低温力学性能的主要因素和变化规律,建立了用已知参数或常温参数推算蜂窝夹层结构低温力学性能的数学模型和计算公式。该模型的建立对于蜂窝夹层结构低温力学性能的设计具有较重要的指导意义。 主题词 蜂窝夹层结构 低温力学性能 计算公式 1 前言 蜂窝夹层结构具有重量轻、强度高、刚性好等特点,通过改变夹层结构材料、结构尺寸、结构工艺可广泛用于宇航、航空等工程领域。在常温下,其力学性能及变化规律和影响因素已进行了广泛的研究和讨论[1,2],但对于使用在低温及其它特殊环境下的力学性能及变化规律研究较少。本文以一种碳纤维网状单层面板铝蜂窝夹芯结构为特例,对其低温力学性能进行测试研究。由于蜂窝夹芯结构种类繁多,性能受工艺、结构、材料影响较大,加上试验条件有限,只能从中找出一些具有普遍意义的规律性东西,供研究参考。 我们研究的试样结构及试样方向示意图,见图1。试样两面是M 40碳纤维和环氧648复合的单向排布层板组成的正交网格,网孔尺寸为3mm ×3mm ,面板厚度约为012mm 。蜂窝芯是美国H EXCEL 公司生产的,采用了5056铝合金,铝箔厚度为010178mm ,孔尺寸为 91525mm ,蜂窝等效密度为16kg m 3 。 2 测试结果与试样分析 试样均采用通常的试验方法[3],试样为60mm ×60mm ×25mm 的正方形,其力学性能
力学性能作业
第一章 1什么是材料力学性能？什么是材料力学性能指标？主要有哪些？影响因素是什么？ 2 材料力学性能主要表征有哪些？举例说明应用。如何得到材料的力学性能？ 3金属拉伸试验经历哪几个阶段？拉伸试验可以测定哪些力学性能？4拉伸曲线有何作用？拉伸曲线各段图形分别意味着什么？ 5不同材料的拉伸曲线相同吗？为什么? 6材料的拉伸应力应变曲线发现了哪几个关键点？这几个关键点分别有何意义？ 7塑性材料和脆性材料的应力应变曲线有何不同？ 8 弹性变形的实质是什么？ 9弹性模量E的物理意义？E是一个特殊的力性指标，表现在哪里？10比例极限、弹性极限、屈服极限有何异同？ 11你学习了哪几个弹性指标？ 12弹性不完整性包括哪些方面？ 13 什么是滞弹性？举例说明滞弹性的应用？ 14内耗、循环韧性、包申格效应？ 15什么是屈服强度？如何度量屈服强度？ 16如何强化屈服强度？ 17屈服强度的影响因素有哪些？ 18 屈服强度的实际意义？
19真实应力应变曲线与工程应力应变曲线有何不同？有何意义？真实应力应变曲线的关键点是哪个点？ 20什么是应变硬化指数n？有何特殊的物理意义？有何实际意义？ 21 什么是颈缩？颈缩条件、颈缩点意义？ 22 抗拉强度σb和实际意义。 23塑性及其表示和实际意义； 24静力韧度的物理意义。 25静拉伸的断口形式； 26静拉伸断口三要素及其意义； 27解理断裂及其微观断口特征； （27解理面、解理刻面、解理台阶、河流花样； 28解理舌、二次解理、撕裂棱；） 29穿晶断裂、沿晶断裂；脆性断裂、韧性断裂； 30微孔聚集断裂及其微观断口特征。 第二章 1应力状态软性系数α及其意义； 2压缩、弯曲、扭转各有什么主要特点？ 3 缺口试样在弹性状态和塑性状态下的应力分布特点； 4缺口效应及其产生原因； 5缺口强化； 6应力集中系数和缺口敏感度； 7什么是金属硬度？意义何在？
织构的测定
第二节织构类型 2.１．形变织构：经金属塑性加工的材料，如经拉拔﹑挤压的线材或经轧制的金属板材，在塑性变形过程中常沿原子最密集的晶面发生滑移。滑移过程中，晶体连同其滑移面将发生转动，从而引起多晶体中晶粒方位出现一定程度的有序化。这种由于冷变形而在变形金属中直接产生的晶粒择优取向称为形变织构。形变织构常有纤维织构、板织构等几种类型。 １）纤维织构金属材料中的晶粒以某一结晶学方向平行于（或接近平行于）线轴方向的择优取向。 具有纤维织构的材料围绕线轴有旋转对称性，即晶粒围绕纤维轴的所有取向的几率是相等的。例如冷拉铝线，其中多数晶粒的[111]方向平行于线轴方向，其余则对线轴有不同程度的偏离，呈漫散分布。这种线材的织构称[111]纤维织构。纤维织构是最简单的择优取向，因其只牵涉一个线轴方向，需要解决的结晶学问题仅为确定纤维轴的指数
纸质结构型包装材料缓冲性能研究进展
*深圳职业技术学院重点项目资助(06K Jra022) 王冬梅:1976年生,博士研究生,讲师,主要研究方向为多孔材料的力学性能、环保型缓冲材料、运输包装等 纸质结构型包装材料缓冲性能研究进展 * 王冬梅1,2,王志伟3 (1 江南大学现代机械与包装研究所,无锡214122;2 深圳职业技术学院媒体 与传播学院,深圳518055;3 暨南大学包装工程研究所,广州510632) 摘要 综述了国内外瓦楞纸板、蜂窝纸板和纸浆模塑制品等纸质结构型缓冲包装材料结构缓冲的研究现状,并分别总结了上述材料国内外的研究侧重点:国内的研究多处于对现有材料的试验阶段;而国外则侧重于用力学理论基础知识来解释这些材料的力学性能,并用有限元软件对其力学模型进行仿真,该研究结果对于不同材质的结构型材料具有一定的普适性。在此基础上得出开发新型结构型材料,寻求普适性的缓冲性能表征方法是下一步研究的方向。 关键词 缓冲材料 结构 瓦楞纸板 蜂窝纸板 纸浆模塑制品 Research Advance in Paper Structure Cushioning Packaging Materials WANG Dong mei 1,2,WANG Zhiw ei 3 (1 M aching Eng ineer ing I nstit ute,Souther n Y angtze U niver sity,Wux i 214122;2 Schoo l of M edia and Co mmunicatio n,Shenzhen Po ly technic,Shenzhen 518055; 3 P ackag ing Eng ineer ing Institute,Jinan U niver sity,Guang zho u 510632) Abstract T his paper summarizes t he r esear ch adv ance and emphases o f paper str ucture cushio ning packaging materia ls, e.g.co rr ug ated paper bo ard,honeycomb pa perbo ard and paper pulp pro duct at ho me and aboar d.Inland re -sear ches focus on the ex periment stag e o f the ex isting mater ial.Over seas researches focus on the ex planation o f the me -chanical behav iour based o n t he mechanical theor y and the simulation of t he mechanical mode based o n the finite ele -ments prog ram.T he over seas r esear ch r esults are univer sal.T his paper show s that the further study directio ns of a -bov e materia ls are the development of new str uctures and the univer sal char acter istics methods o f cushioning pr oper -t ies. Key words cushioning mater ials,structur e,cor rug ated paper bo ard,honeyco mb paperboard,paper pulp 0 前言 随着人们对资源、环保、可持续性发展认识的加强,环保型产品越来越受到人们的青睐,停止使用作为缓冲包装材料的 EPS 发泡塑料成为/禁白0的一项重要工程。以国家环保局颁发的5固体废弃物处理规定6为代表,国家陆续发布系列的/禁白0、/限白0的规定。政府有关部门考虑对(EPS)发泡塑料的工业包装应用进行限制,以达到全面控制和消除/白色污染0,保护环境的目的。因此替代EPS 发泡塑料,使用环保型缓冲包装材料成为绿色缓冲包装发展的一个趋势。纸质结构型缓冲包装材料以其结构轻、耗材少、性价比高、强度高、缓冲性能优良等特点在近几年成为缓冲包装的新宠。 纸质结构型缓冲包装材料主要有:瓦楞纸板、蜂窝纸板、纸浆模塑制品等,这些材料由于其自身结构特点和成型方式有所不同,在缓冲包装应用中也稍有不同。纸质结构型缓冲包装材料之所以具有良好的缓冲性能除了因其自身纤维材质具有一定的弹性外,主要是因这些材料的结构中存在多孔结构(如瓦楞纸板和蜂窝纸板)或存在与被包装产品相适应的凹凸结构(如纸浆模塑制品),因此研究纸质结构型缓冲包装材料的结构对研究其 缓冲性能至关重要。 1 国内外研究进展 1.1 瓦楞纸板缓冲性能的研究进展 瓦楞纸板作为一种夹层材料,因其波纹状瓦楞夹芯的形状和种类不同、瓦楞纸板层数不同以及多层瓦楞纸板中瓦楞组合方式的不同使瓦楞纸板存在多种结构形式,这些不同结构的瓦楞纸板的缓冲性能又存在差异。国内瓦楞纸板的结构形式及其缓冲性能的研究主要有:(1)对不同结构组合形式的瓦楞纸板的比较。郭鹃等[1]对4层双拱瓦楞纸板和5层瓦楞纸板进行了对比实验,得出4层双拱瓦楞纸板的平压强度超过了5层瓦楞纸板,边压强度仅次于5层瓦楞纸板,在振动实验中得出4层双拱瓦楞纸板的初始抗压性远远超过了5层瓦楞纸板;郭彦峰等[2]分析了X -PL Y 超强瓦楞纸板的结构特征,并进行了耐破强度、戳穿强度、平压强度和边压强度等的对比试验,得出了不同铺层形式的X -PL Y 超强瓦楞纸板的强度优于相应的3A 型或3B 型瓦楞纸板的强度;刘晔等[3]完成了4种型号的三重瓦楞纸板平压、侧压、边压承载规律实验,对不同构型设计的瓦楞纸板强度作了对比试验,并对3B 、X -PL Y(B)2种组合板材按线性、正弦、
(重)常见材料的力学性能
附录常用材料的力学及其它物理性能 一、玻璃的强度设计值 f g(MPa) JGJ102-2003表5.2.1 二、铝合金型材的强度设计值 (MPa) GB50429-2007表4.3.4 三、钢材的强度设计值(1-热轧钢材) f s(MPa) JGJ102-2003表5.2.3 四、钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢) f s(MPa) 五、材料的弹性模量E(MPa) JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9
六、 材料的泊松比υ JGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7 七、 材料的膨胀系数α(1/℃) JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7 八、 材料的重力密度γg (KN/m ) JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7 九、 板材单位面积重力标准值（MPa ） JGJ133-2001表5.2.2 十、 螺栓连接的强度设计值一(MPa) JGJ102-2003表B.0.1-1
十一、螺栓连接的强度设计值二(MPa) 十二、焊缝的强度设计值(MPa) JGJ102-2003表B.0.1-3
十三、不锈钢螺栓连接的强度设计值(MPa) JGJ102-2003表B.0.3 十四、楼层弹性层间位移角限值 GB/T21086-2007表20 十五、部分单层铝合板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.2
十六、铝塑复合板强度设计值（MPa） JGJ133-2001表5.3.3 十七、蜂窝铝板强度设计值（MPa） JGJ133-2001表5.3.4 十八、不锈钢板强度设计值（MPa） 附录常用材料的力学及其它物理性能十九、玻璃的强度设计值 f g(N/mm2) 二十、铝合金型材的强度设计值 f a(N/mm2)
Mg-Gd-(Y)合金中溶质拖曳效应对织构演变及力学性能的影响
Mg-Gd-(Y)合金中溶质拖曳效应对织构演变及力学性能的影响镁合金中基面滑移和孪生是主要的变形模式,这是镁合金中形成强织构的原因。研究表明稀土的添加可以有效的弱化织构,从而提高镁合金的成形性能。 但镁稀土合金的织构演变依然依赖于合金元素匹配及热加工工艺。开展镁合金织构弱化机理的研究尤为重要。 目前有关镁稀土合金织构弱化机理的讨论主要聚焦于稀土溶质原子的拖曳效应。而且溶质原子对位错的拖曳会导致动态应变时效(DSA)效应,而DSA效应的表现为拉伸曲线上的锯齿状波动。 所以,稀土溶质的拖曳效应会对镁合金的织构演变和力学性能产生影响。但有关于镁合金中溶质拖曳效应的实验研究非常缺乏。 本文采用电子背散射衍射分析(EBSD)、高角度环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)和高温拉伸实验手段研究Mg-Gd-(Y)合金中的溶质拖曳效应对织构演变和力学性能的影响。研究结果表明:相同变形条件下,Mg-1wt.%Gd合金中有较多的剪切带,织构也比对比合金AZ31的织构弱。 不同温度反挤压的Mg-1wt.%Gd样品的EBSD结果表明Mg-1wt.%Gd在400℃反挤压第一次出现了稀土织构<2111>。针对Mg-1wt.%Gd合金中出现稀土织构<2111>//挤压方向(ED)的样品,利用HAADF-STEM表征,发现了大量的<c+a>非基面位错开动,并且在剪切带内的小角度晶界附近,发现Gd原子在伯氏矢量为1/3<1120>的位错上偏聚。 溶质原子在基面位错上的偏聚,对基面位错产生拖曳作用,阻碍基面位错的滑移,增加非基面滑移的比例,增强了Mg-1wt.%Gd合金的协调性变形,最终有效弱化合金织构。Mg-2wt.%Gd和GW83(Mg-8wt.%Gd-3wt.%Y)合金的高温拉伸结果表
力学性能指标
力学性能指标：拉伸强度、断裂伸长率、硬度、弹性模量、冲击强度。 影响力学性能的因素：温度、拉伸速度、环境介质、压力等。 弹性变形特点:可逆变形虎克定律弹性变形量很小，一般不超过0.5%-1% 材料的弹性模量主要取决于结合键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大共价键的弹性模量最高. 弹性比功：又称弹性比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。 循环韧性的意义:循环韧性越高，机件依靠自身的消振能力越好，所以高循环韧性对于降机器的噪声，抑制高速机械的振动，防止共振导致疲劳断裂意义重大 金属材料常见的塑性变形方式滑移和孪生 金属应变硬化机理与高分子应变硬化机理的区别:金属机理：位错的增殖与交互作用导致的阻碍高分子机理：发生应变诱导结晶、分子链接近最大伸长 韧性断裂：金属断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断消耗能量。脆性断裂：突然发生断裂，基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因此危害性很大。 α值越大，表示应力状态越“软”，金属越易于产生塑性变形和韧性断裂。α值越小，表示应力状态越“硬”，金属越不易于产生塑性变形而易于产生脆性断裂。拉伸时塑性很好的材料，在压缩时只发生压缩变形而不断裂。硬度：布氏、洛氏、维氏 缺口效应：缺口根部产生应力集中，同时缺口截面上的应力分布发生改变。 断裂韧性：由于裂纹破坏了材料的均匀连续性，改变了材料内部应力状态和应力分布，所以机件的结构性能就不再相似于无裂纹的试样性能，传统的力学强度理论就不再适用。 断裂力学就是在这种背景下发展起来的一门新型断裂强度科学，是在承认机件存在宏观裂纹的前提下，建立了裂纹扩展的各种新的力学参量，并提出了含裂纹体的断裂判据和材料断裂韧度。 分析裂纹体断裂问题的方法：应力应变分析方法：考虑裂纹尖端附近的应力场强度，得到相应的断裂K判据。(2) 能量分析方法：考虑裂纹扩展时系统能量的变化，建立能量转化平衡方程，得到相应的断裂G判 KI和KIC的区别：应力场强度因子KI增大到临界值KIC时，材料发生断裂，这个临界值KIC称为断裂韧度。KI是力学参量，与载荷、试样尺寸有关，而和材料本身无关。KIC是力学性能指标，只与材料组织结构、成分有关，与试样尺寸和载荷无关。根据KI和KIC的相对大小，可以建立裂纹失稳扩展脆断的断裂K判据，由于平面应变断裂最危险，通常以KIC为标准建立： 应力腐蚀现象：在应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆性断裂现象。 应力腐蚀产生的条件：(1)必须有应力，特别是拉应力的作用, 远低于材料的屈服强度，是脆性断裂；(2)对一定成分的合金，只有在特定介质中才发生应力腐蚀断裂；(3)应力腐蚀断裂速度约为10-8-10-6 m／s数量级的范围内，远大于没有应力时的腐蚀速度，又远小于单纯力学因素引起的断裂速度。 机理：当应力腐蚀敏感的材料置于腐蚀介质中，首先在金属的表面形成一层保护膜，它阻止了腐蚀进行，即所谓“钝化”。由于拉应力和保护膜增厚带来的附加应力使局部地区的保护膜破裂，破裂处金属直接暴露在介质中，成为微电池的阳极，产生阳极溶解。阳极小阴极大，所以溶解速度很快，腐蚀到一定程度又形成新的保护膜，但在拉应力的作用下又可能重新破坏，发生新的阳极溶解。这种保护膜反复形成反复破裂的过程，就会使某些局部地区腐蚀加
影响材料力学性能测试的因素
影响材料力学性能测试的因素 1 拉伸实验强度和延性丈量的准确度和偏向取决于能否严厉恪守指定实验办法并受设备和材料要素、试样制备和实验、丈量误差的影响。 2 关于相同材料的复验协商分歧取决于材料的平均性、试样制备的反复性、实验条件和拉伸实验参数的测定。 3 可影响实验结果的设备要素包括：拉伸实验机的刚性、减震才能、固有的频率和运动部件重量;力的指针准确度和实验机不同范围内力的运用;恰当的加力速度、用适宜的力使试样对中、夹具的平行度、夹持力、控制力的大小、引伸计的适用性和标定、热的消散(经过夹具、引伸计或辅助安装)等等。 4 能影响实验结果的材料要素包括：实验材料的代表性和平均性、试样型式、试样制备(外表光亮度，尺寸准确度，标距端部过渡圆弧，标距内锥度，弯曲试样，螺纹质量等等)。 a、有些材料对试样外表光亮度十分敏感(见注8) 必需研磨至理想光亮度，或者抛光至得到正确结果。 b、关于铸造的、轧制的、锻造的或其他非加工外表状态的试样，实验结果可能受外表特性影响(见注14)。 c、取自部件或构件隶属部位的试样，像外延局部或冒口，或者独立消费的铸件(例如, 脊形试块)可能产生不具部件或构件代表性的实验结果。 d、试样尺寸可能影响实验结果。关于圆柱形的或矩形的试样，改动试样尺寸普通对屈从强度和抗拉强度影响很小，但假如呈现改动，则可影响上屈从强度、伸长率和断面收缩率。用下式比拟不同试样测定的伸长率值： L0/(A0)1 / 2 ( 1) 其中： L0 = 试样的原始标距 A0 = 试样的原始横截面积 1 具有较小的L0/(A0)1 / 2 比值的试样普通会得出较大的伸长率和断面收缩率，例如矩形拉伸试样的宽度或厚度增加后，状况即如此。 2 坚持L0/(A0)1 / 2r比值固定最小值，但影响不大。由于增加图8比例试样的尺寸可发现伸长率和面积收缩有所增加或减少，这取决于材料和实验条件。 e、标距内有一个允许的1 %的锥度可招致伸长率值降低。1 %的锥度会使伸长率降低15 % 。
织构对铝合金性能的影响
内蒙古科技大学本科生 课程论文 题目：织构对铝合金性能的影响学生姓名：张治国 学号：200861107112 专业：金属材料工程 班级：材料2008-1班 指导教师：孙浩
织构对铝合金性能的影响 摘要 铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。铝合金阳极已经发展到三元甚至更多元合金，而且所应用的范围也越来越广。 铝合金结构在一定条件下可以是比钢结构更好的选择，其具有轻质、可模性好、耐腐蚀等优点。热处理制度决定着材料的微观组织, 而微观组织又决定着材料的力学性能。晶界组织与过时效态的晶界组织相似, 使合金具备了高强度、高抗应力腐蚀开裂性和高抗剥落腐蚀性。 高强度铝合金中应用量最大和应用领域最广的仍然具有广阔的应用前景。 关键词：铝合金；结构；影响；组织
Structural on the properties of aluminum alloy influence Abstract Aluminium alloy is the most widely used in industry of a class of non-ferrous metal structure material, in aviation, aerospace, automotive, machinery manufacturing, shipping and the chemical industry has a large application. Aluminum alloy anode has developed to three yuan even more Multiple alloy, and the application range of the more and more widely. Aluminum alloy structure in certain conditions can be a better choice than steel structure, its has the advantages of good, can die, corrosion resistance, etc. Heat treatment system dec ides the microstructure of materials, and microstructure and determines the mechanical properties of materials. Grain boundaries organization and a ageing state grain boundaries of the organization, alloy has the similar high strength, high stress corrosio n cracking resistant and corrosion of spalling. High-strength aluminum alloy in the largest and the most widely application field of still has the broad application prospect. Key words: Aluminum alloy,structure,influence ，organization ，
基于SolidWorks正方形蜂窝结构面内力学性能有限元分析
摘要：随着社会经济的发展,蜂窝纸板包装在我们生活中越来越受到人们重视,蜂窝纸包装逐渐渗透入人们的生活。本文主要探讨正方形蜂窝纸板结构的有限元建模方法,并利用SolidWorks软件模拟分析这种结构的性能。主要研究成果如下：（1）建立厚度为20mm蜂窝窝芯为正方形结构的蜂窝纸板，并用SolidWorks 自带的SolidWorks Simulation 插件对蜂窝纸板进行静态模拟分析及跌落模拟试验。从应力曲线上可以看出正方形蜂窝纸板的结构面内力学性能。 （2）在材质相同的情况下，分别对高度为10mm和20mm的正方形蜂窝纸板进行同等条件下的静态分析，我们可以发现高度越高的蜂窝纸板受到的应力越大。 （3）从两次静态模拟仿真试验及两次动态模拟仿真试验中 得到的应力曲线上我们可以分析出，正方形蜂窝纸板受力时的凹凸面比平整面更具缓冲性能。 关键词：正方形；蜂窝纸板；应力；Simulation； The finite element analysis of mechanical properties within the square honeycomb's structure surface based on SolidWorks Student’ s name: Junjie Yu Advisor: Guobin Jin （School of Light Industry Zhejiang University of Science and Technology） I
Abstract: With the development of social economy, honeycomb cardboard packaging has gained greater attention in our daily life. And the honeycomb paper packing has gradually permeated into people's life. This paper mainly discusses the finite element modeling method of square honeycomb paperboard structure, using SolidWorks to simulate and analyze the performance of the structure. And the main research results are as follows: Firstly, after the establish of a three-dimensional model of square honeycomb with a thickness of 20mm cellular core, proceed to the static simulation analysis using the plug-in of SolidWorks Simulation. From the point of stress curve, the in-plane mechanical properties of the square honeycomb can be seen. Secondly, under the same condition of material, conducting static analysis on the height of 10mm and 20mm respectively of square honeycomb cardboard, we can find that the higher of the honeycomb cardboard, the greater the stress it gets. Thirdly, the conclusion we can draw from the stress curve , through the analysis of the two static simulation experiments and the two dynamic simulation ones, is that the concave and convex surface of the honeycomb board has better cushioning performance than the flat surface. Keywords：square; honeycomb paperboard; stress; simulation; 目录 中文摘要........................................................... I 英文摘要.......................................................... II 目录............................................................. III 1 绪论. (1) 1.1选题的背景依据及蜂窝纸板的研究 (1) 1.1.1 选题背景 (1) II
红砂岩力学性能对路基长期稳定性影响的研究
文章编号:1009-6825(2010)35-0144-02 红砂岩力学性能对路基长期稳定性影响的研究 收稿日期:2010-08-28 作者简介:罗长林(1975-),男,工程师,湖南佳林建设有限公司,湖南长沙 410000 罗长林 摘 要:通过红砂岩的抗剪强度试验、C B R 强度试验、渗透试验等室内试验分析了红砂岩填料的工程性质对压实度、水、 级配等因素的反应敏感程度,进而研究了红砂岩填料的长期强度衰减对路基长期稳定性的影响。关键词:红砂岩,路基,稳定性,蠕变中图分类号:T U 452 文献标识码:A 红砂岩在我国有着广泛的区域性分布,湖南地区大部分为泥 状结构的粘土类岩和粒状结构的碎屑类岩。这类岩石的工程特性主要表现为:其强度因矿物成分和胶结物质的差异而变化颇大,受水浸湿或在大气环境下受干湿循环的作用,岩石呈块状或粒状崩解碎裂;或软化崩解成土,甚至泥化。因此,红砂岩作为路用填筑材料容易造成路基沉陷或软化膨胀失稳,承载力降低,路面严重开裂等多种病害。 1 红砂岩填料控制 为了保障路基的长期性,须选用合格的填料,满足足够的强度和抗变形能力,如透水的砂性土、碎石土等,在路基填筑前对路 基填料进行基本试验与分类处理。红砂岩种类复杂,为了便于红砂岩的路用性质归纳和总结,采用浸水试验,根据24h 后试样的崩解情况将红砂岩石进行分类,见表1。 表1 湘南红砂岩分类 岩石类型Ⅰ类岩Ⅱ类岩Ⅲ类岩天然密度/g ·c m -32.452.392.49天然含水量/%7.885.120.81土粒相对密度2.762.752.75天然干密度/g · c m -3 2.272.262.49孔隙比0.2035 0.2002 0.1127 抗压强度/M P a 0.238.5123.46水理特性 泥状崩解 块状崩解 不崩解 2 红砂岩填料长期性能2.1 红砂岩工程性质 1)红砂岩击实土的抗剪强度。含水量的变化,对三轴抗压强度的影响较大,饱和试样的三轴强度比最佳含水量试样的强度大幅度降低。红砂岩小于2m m 粉碎样三轴固结不排水抗剪强度曲线表明:饱和试样的粘聚力C=120k P a ,内摩擦角φ=17°,最佳含水量试样的粘聚力C=314k P a ,内摩擦角φ=20°。通过比较可以看出,饱和试样的粘聚力约为最佳含水量试样的38%,降低了62%;饱和试样的内摩擦角比最佳含水量试样低约15%。说明含水量的变化对三轴固结不排水试验试样的粘聚力影响较大,而对内摩擦角影响相对较小(见图1)。 三种不同级配的直剪试验结果表明87%,90%,93%,95%, 98%压实度时,试样粘聚力的变化范围分别为54k P a ～119k P a ,62k P a ～136k P a ,66.87k P a ～201.97k P a ,69.77k P a ～230.15k P a ;三组试样内摩擦角的变化范围分别为20°～31.65°,25°～31.2°,28.8°～46.28°,34.98°～58.45°(见图2)。总体上试样的抗剪强度指标随着压实度的增加而呈现逐渐增加的趋势,98%压实度时的粘聚力约为87%压实度时的1.29倍～1.93倍,内摩擦角为1.75倍～1.85倍,随压实度的变化,粘聚力变化的起伏较大,而内 风压f 1在一瞬间大于中间层的压力f 2到达一定时间后f 1=f 2,中间层空气压力和穿孔铝板外的压力相等,雨水在自重作用下下落到地面排出。 当瞬时外风压把雨水从铝板孔带入中间层后碰到内层玻璃幕墙上,由于形成的缝隙皆注以耐候硅酮密封胶。所有的缝已堵塞,故保证雨水不能从立面上渗入室内。 由于本幕墙为双层幕墙,因而增加幕墙施工面积(是单层幕墙的2倍),但从其长远使用时的安全性、节能、功能来看还是值得的。 幕墙工程即使有完善的、合理的设计,有切实可行的施工方案,还需要配备强有力的管理人员及素质高的有经验的施工队伍,这样才能把完善、合理的设计变为现实。 O n c h a r a c t e r i s t i c s o f c u r t a i n w a l l o f e n t e r p r i s e p a v i l i o ni n S h a n g h a i E X P Ob y S t a t e G r i d C o m p a n y J I T o n g -t i a n A b s t r a c t :T h e p a p e r i n t r o d u c e s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f c u r t a i n w a l l o f e n t e r p r i s e p a v i l i o n i n S h a n g h a i E X P Ob y S t a t e G r i d C o m p a n y ,a n d i n d i c a t e s f r o mt h e s a f e t y o f t h e c u r t a i n w a l l ,t h e e n e r g y -s a v i n g ,t h e e n v i r o n m e n t p r o t e c t i o n ,t h e c o m f o r t ,a n d t h e b e a u t y ,s o a s t o m a k e t h e c u r t a i n w a l l b e m o r e p e r f e c t a n d r e a s o n a b l e ,s o t h e c u r t a i nw a l l c a n b e f u r t h e r a p p l i e d .K e yw o r d s :g l a s s c u r t a i nw a l l ,s o l a r e n e r g y P Vp a n e l ,c h a r a c t e r i s t i c s · 144·第36卷第35期2010年12月 山西建筑S H A N X I A R C H I T E C T U R E V o l .36N o .35D e c . 2010 DOI :10.13719/j .cn ki .cn14-1279/tu .2010.35.019
影响钢材力学性能的因素2.
2.3影响钢材力学性能的因素 影响钢材力学性能的因素有： 化学成分冶金和轧制过程时效冷作硬化温度 应力集中和残余应力复杂应力状态 1.化学成分 钢的基本元素为铁（Fe），普通碳素钢中占99%，此外还有碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）等杂质元素，及硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）等有害元素，这些总含量约1%，但对钢材力学性能却有很大影响。 碳：除铁以外最主要的元素。碳含量增加，使钢材强度提高，塑性、韧性，特别是低温冲击韧性下降，同时耐腐蚀性、疲劳强度和冷弯性能也显著下降，恶化钢材可焊性，增加低温脆断的危险性。一般建筑用钢要求含碳量在0.22%以下，焊接结构中应限制在 0.20%以下。 硅：作为脱氧剂加入普通碳素钢。适量硅可提高钢材的强度，而对塑性、冲击韧性、冷弯性能及可焊性无显著的不良影响。一般镇静钢的含硅量为0.10%～0.30%，含量过高（达1%），会降低钢材塑性、冲击韧性、抗锈性和可焊性。 锰：是一种弱脱氧剂。适量的锰可有效提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材热加工性能，并改善钢材的冷脆倾向，同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性。 普通碳素钢中锰的含量约为0.3%～0.8%。含量过高（达1.0%～1.5%以上）使钢材变脆变硬，并降低钢材的抗锈性和可焊性。 硫：有害元素。引起钢材热脆，降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性等。一般建筑用钢含硫量要求不超过0.055%，在焊接结构中应不超过0.050%。 磷：有害元素。虽可提高强度、抗锈性，但严重降低塑性、冲击韧性、冷弯性能和可焊性，
尤其低温时发生冷脆，含量需严格控制，一般不超过0.050%，焊接结构中不超过 0.045%。 氧：有害元素。引起热脆。一般要求含量小于0.05%。 氮：能使钢材强化，但显著降低钢材塑性、韧性、可焊性和冷弯性能，增加时效倾向和冷脆性。一般要求含量小于0.008%。 为改善钢材力学性能，可适量增加锰、硅含量，还可掺入一定数量的铬、镍、铜、钒、钛、铌等合金元素，炼成合金钢。钢结构常用合金钢中合金元素含量较少，称为普通低合金钢。 2.冶金轧制过程 ?按炉种分： 结构用钢我国主要有三种冶炼方法：碱性平炉炼钢法、顶吹氧气转炉炼钢法、碱性侧吹转炉炼钢法。 平炉钢和顶吹转炉钢的力学性能指标较接近，而碱性侧吹转炉钢的冲击韧性、可焊性、时效性、冷脆性、抗锈性能等都较差，故这种炼钢法已逐步淘汰。 ?按脱氧程度分： 沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。 沸腾钢脱氧程度低，氧、氮和一氧化碳气体从钢液中逸出，形成钢液的沸腾。沸腾钢的时效、韧性、可焊性较差，容易发生时效和变脆，但产量较高、成本较低；半镇静钢脱氧程度较高些，上述性能都略好；而镇静钢的脱氧程度最高，性能最好，但产量较低，成本较高。 3.其他因素 时效
缓冲材料力学性能的测试方法研究
缓冲材料力学性能的测试方法研究 摘要 缓冲材料一直伴随着人类社会的进步而在不断地发展着，从以前的碎纸屑、木屑、泡沫塑料发展到现在的很多绿色的缓冲包装材料，比如有蜂窝纸板、玉米秸秆缓冲材料、瓦楞纸板、纸浆模塑制品、珍珠棉以及发泡聚乙烯缓冲材料等，这些新型环保缓冲材料的出现，大大促进了包装工业的发展。 为了能在日常生活中更好的利用缓冲包装材料，所以对缓冲材料力学性能的测试是非常必要的。本文介绍了缓冲材料的主要力学性能包括：压缩性能、拉伸性能、弯曲性能、剪切性能、缓冲性能等，并对各力学性能的测试方法进行了对比分析，尤其是对正交试验、曲线拟合法、计算机仿真设计以及数字相关测量方法等等进行了详细地介绍，为现代缓冲包装材料的开发和研究提出了新的方向。 关键词：缓冲材料，力学性能，测试方法研究
BUFFER MATERIAL MECHANICS PERFORMANCE TESTING METHOD ABSTRACT Buffer material has been accompanied by the progress of human society and developing, and from the previous paper, broken wood, foam development of many green until now, for instance a cushion packaging material of honeycomb paperboard, corn straw cushioning material, corrugated, paper pulp molding products, pearl cotton and foaming polyethylene buffer material, these new environmental buffer material greatly promoted the development of packaging industry. In daily life, in order to better use and so on cushion packaging material buffer material mechanics performance test is very necessary. The paper introduces the main buffer material mechanics properties including compression performance, tensile properties, bending, cutting performance and buffering properties, and the performance of the mechanical properties test methods were analyzed, especially the orthogonal experiment, curve-fitting method of computer simulation, the design and digital correlation method etc. Carried on the detailed introduction to modern cushion packaging material, for the development and research of new direction. KEYWORDS: cushioning materials, mechanical properties, test methods