多夹层蜂窝纸板压溃性能分析
复合材料夹层结构蜂窝芯材的压塌分析
工艺与装备113复合材料夹层结构蜂窝芯材的压塌分析王凯(中国民用航空飞行学院洛阳分院，洛阳471001)摘要：本文分析了复合材料夹层结构蜂窝芯材常见的压塌损伤，介绍了固化过程中影响芯材压塌的原因、影响因素、芯材压塌的稳定性和芯材特性，给出了处理芯材压塌的常用程序和控制芯材压塌的常用方法，对于防 止复合材料夹层结构制造和维修过程中产生压塌缺陷具有较强的指导意义。
关键词：夹层结构芯材压塌复合材料引言复合材料夹层结构由面板、夹芯以及连接两者的某种手段（如胶粘剂或铜焊）组成。
夹层板的面案承受弯曲载荷（一块面板承压，另一块面板承拉）或在某些情况下承受面内剪切载荷，面板的主要性能为压缩、拉伸、剪切强度和模量，夹芯性能主要包括密度、压缩强度和模量、剪切强度和模量、拉伸强度。
夹层板有多种失效模式，每种失效模式都会限制夹层结构的承载能力。
夹层结构的失效可能由诸多因素引起面 板、芯材及胶层的强度发生变化，失效模式通常有面板失 效、芯材剪切失效、芯材压塌、芯材压溃、芯材拉伸失效、面板/芯材脱胶、对称面板皱曲、整体屈曲和剪切皱折等 形式。
由于在夹层结构的制造和修理固化过程中均可能发 生芯材压塌，而且除最轻微的压塌外，其他都是不可接受、不能修复的，因此分析夹层结构蜂窝芯材的压塌，具有较 强的理论和实际意义。
1蜂窝芯材压塌的理论分析芯材压塌一般是度量发生在固化时蜂窝芯材部位的变 形和位移。
理论上，将导致芯材压塌的发生归结为一系列 基本要素和摩擦。
部分导致芯材压塌的不可预测原因是摩 擦因数。
摩擦分为静态和动态摩擦，静摩擦比动摩擦要髙。
达到最大静摩擦前，基本不会发生位移。
一旦超过最大静 态摩擦，低一些的动摩擦导致快速的位移。
芯材的压塌一 般与倒角区域有关，在芯材平面，倒角区域一般在髙压容 器的压力下发生变形和移动，如图1、图2所示。
芯材的刚度一定程度上可以抵抗固化容器的作用力，一 般在厚度方向上比较好，但蜂窝倾向于在垂直芯胞方向的硬 度低一些。
正弦瓦楞-六边蜂窝复合夹层结构的压缩吸能特性分析
Abstract
compression mode, deformation pattern. Finally, according to the compression mode, the deformation mode and the compression energy absorption principle analysis the Compression energy absorption characteristics of sinusoidal
packaging corrugated application the static compression feature, in this paper, theoretical analysis of compression on the sinusoidal corrugated hexagonal honeycomb composite structure can absorption
致谢 ......................................................... 37 参考文献 ..................................................... 38
2014 届包装工程毕业生论文
1
绪论
1.1 研究背景及意义
摘要
摘 要
蜂窝纸板的优点是质轻、 承重大等;瓦楞纸板的优点是厚度小、 工业 化程度高等。 然而,蜂窝纸板和瓦楞纸板都各有缺点。 蜂窝/瓦楞复合结构 同时具有蜂窝纸板和瓦楞纸板两者优点,将瓦楞纸板和蜂窝纸板联用，可 以发挥瓦楞纸板和蜂窝纸板的优势， 其复合纸板的侧压强度和平压强度均 可以提高。 本文的意义在于通过对瓦楞一蜂窝复合结构的压缩吸能特性的 分析对以后这方面的研究和复合结构在实际生活中的应用提供了帮助。 针对瓦楞一蜂窝复合结构在运输包装应用中的静态压缩特性，本文 理论分析了正弦瓦楞一六边蜂窝复合结构的压缩吸能性能。 首先，根据瓦楞一蜂窝复合结构纸板的夹层板结构特征，采用夹层 板理论和弹性力学，对瓦楞一蜂窝复介结构纸板进行静态压缩特性分析， 推导瓦楞一蜂窝复介结构纸板的微分方程， 得到其挠度的计算表达式， 从 而得出应力一应变关系。 其次，分析复合夹层结构的压缩模式，变形模式。 最后，根据压缩模式，变形模式和压缩吸能原理分析正弦瓦楞一六 边蜂窝复合结构的压缩吸能特性。
蜂窝纸板研究报告
蜂窝纸板研究报告标题：蜂窝纸板研究报告引言：蜂窝纸板是一种以纸材料为基础，通过特殊工艺制成的具有蜂窝状结构的包装材料。
由于其轻量、坚固和环保的特性，蜂窝纸板在包装行业中得到了广泛应用。
本研究报告将对蜂窝纸板的制备工艺、性能特点、应用领域以及发展趋势进行详细的探讨和分析。
一、蜂窝纸板的制备工艺1.1 纸材料选择：选择适合制作蜂窝纸板的纸材料，如瓦楞纸板或高强度纸板。
1.2 蜂窝纸板制造工艺：通过压花、热压或冷压等工艺将纸材料形成蜂窝状结构。
二、蜂窝纸板的性能特点2.1 轻量：由于蜂窝纸板内部是空心结构，所以具有较轻的重量。
2.2 坚固：蜂窝纸板的蜂窝状结构能够增加其强度和刚度，使其具有较好的承载能力和抗压能力。
2.3 环保：蜂窝纸板采用纸材料制作，可以循环再利用，并且在废弃后容易分解。
三、蜂窝纸板的应用领域3.1 包装行业：蜂窝纸板适用于家电、家具、玩具等产品的包装，能够提供良好的保护性能。
3.2 建筑行业：蜂窝纸板可以用于制作隔音板、隔热板等建筑材料，减少能源消耗。
3.3 汽车行业：蜂窝纸板可以制作汽车内饰件，具有轻量化和环保的特点。
四、蜂窝纸板的发展趋势4.1 材料创新：开发更环保、高强度的纸材料，以提升蜂窝纸板的性能。
4.2 工艺改进：改进制备蜂窝纸板的工艺，提高生产效率和产品质量。
4.3 应用拓展：拓宽蜂窝纸板的应用领域，寻找新的市场机遇。
结论：蜂窝纸板作为一种轻量、坚固和环保的包装材料，具有广阔的应用前景。
通过不断创新和发展，为蜂窝纸板赋予更多功能，拓宽其应用领域，将有利于促进包装行业和环保产业的发展。
蜂窝结构的压缩性能研究
蜂窝结构的压缩性能研究蜂窝结构是一种由许多六边形或其他多边形构成的空心结构，常见于工程领域中的材料和结构设计。
蜂窝结构具有轻质、高强度、刚性好等特点，因此在航空航天、汽车制造和建筑领域得到了广泛的应用。
本文旨在探究蜂窝结构的压缩性能，并提出有效的改进方案。
一、蜂窝结构的力学性能蜂窝结构的力学性能主要表现为承载能力和能量吸收能力。
承载能力是指结构在压缩负荷下的稳定性和强度，而能量吸收能力则是指结构在受到冲击或挤压时能够吸收和耗散能量的能力。
1. 承载能力蜂窝结构由一系列蜂窝单元构成，每个蜂窝单元相互连接形成整体结构。
蜂窝单元的形状和尺寸对结构的承载能力有着重要影响。
一般来说，蜂窝单元的边长越小、壁厚越大，则结构的强度越高。
此外，采用高强度的材料或增加蜂窝结构的层数也可以提高结构的承载能力。
2. 能量吸收能力蜂窝结构的能量吸收能力是通过结构中的屈曲、变形和破坏来实现的。
蜂窝结构具有多边形单元之间的连接关系，这种连接方式使得结构在受到外力时能够发生塑性变形，并吸收能量。
因此，蜂窝结构通常具有较好的能量吸收能力和抗冲击性能。
二、蜂窝结构的改进方案尽管蜂窝结构具有优秀的力学性能，但仍然存在一些问题，如承载能力不足、稳定性差等。
为了提高蜂窝结构的性能，可以采用以下改进方案：1. 材料优化选择高强度、低密度的材料是提高蜂窝结构性能的关键。
例如，采用高强度铝合金材料替代传统的钢材，可以在不增加重量的情况下提高结构的强度和稳定性。
2. 结构设计优化在蜂窝结构的设计中，需要考虑单元形状、尺寸和连接方式等因素。
合理设计蜂窝单元的形状和尺寸，以及优化连接方式，可以提高结构的承载能力和能量吸收能力。
3. 多层结构设计通过增加蜂窝结构的层数，可以进一步提高结构的强度和稳定性。
多层结构可以增加结构的抗压性能，适用于一些对高强度和刚性要求较高的应用场景。
三、应用前景与展望蜂窝结构由于其轻质、高强度和良好的能量吸收能力，在各个领域都有广阔的应用前景。
本科毕业论文：蜂窝纸板的缓冲性能分析及结构设计
蜂窝纸板的缓冲性能分析及结构设计包装工程05-2班王腾飞指导教师：李连进内容摘要：蜂窝纸板是一种新型的包装材料，有着良好的应用前景。
本文根据蜂窝纸板的基本结构特征和隔振缓冲的原理，将蜂窝纸板与其他常用的隔振缓冲材料进行了比较，得到了蜂窝纸板的隔振缓冲特点。
通过压缩实验，获得了蜂窝纸板的应力与应变之间关系的曲线，实验结果表明蜂窝纸板在压缩过程中，会出现明显的弹性变形、弹塑性变形、塑性坍塌和密实化四个阶段。
蜂窝纸板在弹性变形阶段具有隔振功能，在弹塑性变形和塑性坍塌阶段具有缓冲功能。
通过改变蜂窝纸板实验的压缩速度，测量了不同变形速率下的应力与应变之间关系的曲线，分析了压缩变形速率对蜂窝纸板缓冲性能的影响。
基于实验数据建立了蜂窝纸板的本构关系的动态模型，进行了蜂窝纸板的动态模型的参数识别。
参数表明动态模型同实验数据的吻合程度良好，使实验测量的数据具有普遍意义；同时，根据蜂窝纸板的性能特点和实验结果，提出了蜂窝纸板包装结构的最优设计方法，这对隔振缓冲包装设计具有参考价值。
关键词：蜂窝纸板；缓冲性能；应力—应变曲线；力学模型1绪论1.1 蜂窝纸板的现状与发展趋势蜂窝纸板至今已有近70年的发展历史，最早用在军事上。
例如，在第二次世界大战时，用作降落伞空投的落下工具，主要起缓冲作用，使降落的空运货物在落地时尽量少受损伤；进而，到了20世纪五、六十年代，发达国家将蜂窝纸板应用于建材、包装等领域[1]。
在我国，航天工业部门首先引进蜂窝技术制造航天和航空材料，并逐步民用领域推广，经过长期反复的研制，在80年代初取得成功。
实践证明，蜂窝技术是一项具有很高实用价值的科学技术[2]。
上世纪末以来，为保护环境和防止植物害虫的扩散传播，美国、加拿大、英国等先进国家先后颁布法令，禁令木质包装材料入境，这限制了我国货物的出口。
1999年6月，欧盟15国实行紧急措施，防止中国产品木质包装中携带的虫害在欧盟扩散。
实际限制木质包装禁令导致我国外贸出口在1998年10月就开始下降，解决木质包装问题已迫在眉睫。
蜂窝纸箱抗压性能试验研究
河南科技Journal of Henan Science and Technology总567期第7期2015年7月Vol.567，No.7Jul ，2015蜂窝的六边形结构是蜜蜂的杰作、它以最少的材料消耗构筑成坚固的蜂巢、它的结构具有非凡的科学性。
蜂窝纸板就是依据自然蜂巢结构原理制作的，它是把无数个空心立体六角形，用胶接方法连接成一个整体的受力件形成纸芯，并在其两面粘合面纸而成的一种新型纸制板材。
蜂窝纸板作为一种缓冲包装材料，它在流通过程中，在外力的作用下受到冲击和振动时，能吸收外力产生的能量，防止产品遭受破损，是具有高度压缩和复原性的粘弹性材料［1-3］。
1蜂窝纸箱包装的优势蜂窝纸板是一种节省资源、保护生态环境、成本低廉的绿色包装材料，它具有轻、强、刚、稳四大优点。
用蜂窝纸板加工的蜂窝纸箱具有抗压、防振、防潮等突出的特点，是易碎、怕压物品的理想包装。
内装物是粉状、颗粒状等非固体状态，则造型设计可选择余地大，包装设计仅对增加产量和保证产品质量有较大制约作用。
如果内装物为固体，那么包装造型结构要适合内装物本身的形状。
由于商品本身与包装之间会产生大大小小的空间，因而往往造成包装操作过程中的破损。
此时，常常需要在空隙中插入一些缓冲材料，而这一附加作业会引起包装工作量加大，降低生产速度和生产效率，使包装成本升高。
木制包装箱质地坚硬、容易加工、有较好的抗冲击和抗戳穿能力，但箱内必须添加缓冲衬垫，且其价格高，故一些厂家常采用瓦楞纸箱，但瓦楞纸箱易受冲击变形而导致内装物的损坏率提高。
作为包装材料，与木制包装材料相比，蜂窝纸箱生产成本低10%~12%，且防振、缓冲性能优良，是易碎、怕压物品的理想包装；与瓦楞纸箱相比，蜂窝纸箱可包装几千公斤质量的产品，而瓦楞纸箱按照国家标准，5层箱的内装物不得超过55kg ，7层箱内装物超过70kg 就得另加内衬硬板。
因此，蜂窝纸箱是制作包装箱的理想材料［4］。
2蜂窝纸箱的设计影响蜂窝纸箱的综合保护性能的因素有纸板的物理摘要：通过对厚度分别为20mm 、30mm 、40mm 、50mm 蜂窝纸箱的空箱抗压实验，对比相同容重的瓦楞纸箱后，提出在相同材料消耗的条件下，蜂窝纸箱具有明显的强度优势。
多夹层蜂窝纸板压溃性能分析
0 引言
蜂窝纸板优异的力学性能和吸收能力，良好的成 型性，以及低成本、无污染等特性，使其在包装领域 占有重要的位置，可广泛应用于包装及包装运输业、 农业等方面。
随着纸质托盘使用日益广泛，蜂窝纸板在托盘制 造中得到大量应用，以其取代木托盘及塑料托盘已是 必然趋势。托盘制造中经常需要在一定厚度下组合不 同夹层数的蜂窝纸板，设计成不同形状的垫板，而不
(a)
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(c)
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图4 1夹层蜂窝纸板压溃过程 Fig.4 Crushing course of honeycomb paperboard with one layer
剪应力（N/mm2） 压溃强度（MPa）
吕原君等：多夹层蜂窝纸板压溃性能分析
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(b)
(c)
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图5 3夹层蜂窝纸板压溃过程
(a)
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(c)
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图3 零夹层蜂窝纸板压溃过程 Fig.3 Crushing course of honeycomb paperboard without layer
2 各蜂窝纸板压溃性能分析
蜂窝纸板的压溃属于非线性问题，是指在一定静 应力的压缩作用下蜂窝纸板结构的静态响应。在其固 有的时间尺度上分析模拟计算是不切合实际的，它将 需要大量的很小的时间增量。带来的问题是随着加载
建立夹层分别为0、1、2、3的多夹层蜂窝纸板模 型，分析各模型，提取每个模型的典型压溃过程。图 3所示为零夹层的蜂窝纸板模型压溃过程，它首先在 纸芯中间部位附近发生变形，该位置的上部分开始塑 性坍塌后下部分也随后坍塌，最后整个纸芯压实。对 于1个夹层蜂窝纸板模型来说，相当于2个一定厚度的 零夹层蜂窝纸板组合，压溃首先在先达到临界载荷的 上部分完成，再进行下部分的压溃，最后上下两部分 纸芯全部密实化（如图4所示）。3夹层蜂窝纸板模型 是由4个一定厚度的零夹层蜂窝纸板组合，达到临界 载荷后某一层先达到塑性坍塌阶段和密实化阶段，其 他层紧接以上步骤（如图5所示）。
多夹心层蜂窝板动力学特性分析与仿真
多夹心层蜂窝板动力学特性分析与仿真多夹心层蜂窝板由两个多夹心层蜂窝芯组成，不同层厚的夹心结构将影响复合材料的力学性能。
为研究蜂窝芯厚度对复合材料的力学性能影响，采用有限元法对单层与多层夹心层蜂窝板的力学性能进行分析与仿真，研究了多夹心层蜂窝板的应变历程，结果表明随着夹心层数目增加，复合材料的层间剪切强度、层间应力、层间应变、比能耗和能量消耗增加。
通过理论分析建立了三角形、六边形和圆形蜂窝芯的最佳层厚及蜂窝芯间距对蜂窝板动力学特性的影响规律。
通过对所建立的理论进行数值仿真计算验证了仿真结果，对实际生产具有一定的指导意义。
论文关键词：蜂窝板双夹芯分析固体力学仿真多夹心层蜂窝板由两个多夹心层蜂窝芯组成，不同层厚的夹心结构将影响复合材料的力学性能。
为研究蜂窝芯厚度对复合材料的力学性能影响，采用有限元法对单层与多层夹心层蜂窝板的力学性能进行分析与仿真，研究了多夹心层蜂窝板的应变历程，结果表明随着夹心层数目增加，复合材料的层间剪切强度、层间应力、层间应变、比能耗和能量消耗增加。
通过理论分析建立了三角形、六边形和圆形蜂窝芯的最佳层厚及蜂窝芯间距对蜂窝板动力学特性的影响规律。
通过对所建立的理论进行数值仿真计算验证了仿真结果，对实际生产具有一定的指导意义。
1材料与方法(1)单元制备将A312型钢冷加工制备的冲压件和拉伸件在电解液中经脱脂处理后放入专用真空炉中保温淬火成型后进行回火、去应力处理得到多夹心层蜂窝芯;(2)多夹心层蜂窝芯动力学特性分析将已处理好的多夹心层蜂窝芯(0.5mm)置于弹簧模拟重力场环境中并将其封装成蜂窝板状(1mm)1.1方法描述及数据库设计(1)蜂窝芯采用三角形、六边形和圆形蜂窝芯; (2)接触面积：蜂窝芯之间接触面积为34。
(3)弹簧模拟重力场环境：重力加速度为5g，静水压力15。
(4)环境条件:温度-15，湿度85%。
基于非线性的多层单蜂窝芯压溃性能分析
（ 浙江工 业职 业技 术 学院机 电系 ， 浙江 绍兴 ３ ０ ０ １ ０） ２
【 摘 要 】 应用 有限 元分析软件针对多 层蜂窝纸的 静态 压缩性能 进行了 非线性分析， 得到了 在一定均布预载下的应力分布
图， 并分析 了应 力分 布特点。 结果表明在相 同蜂窝纸高度 下对蜂 窝纸进行分层会影响其性 能， 此结论 为蜂 窝纸板 的结构设计提供 了
参考依据 。
【 关键词 】 单 蜂窝 纸芯； 性； Ａ 非线 Ｆ Ｅ
【 中图分类号 】 Ｔ ４４ Ｂ ８． １
引言
【 文献标识 码 】 Ａ
【 文章编号 】 １０—６３ ０８ １ ０３ — ２ ０ ３２７（ ０） — ０ １ ０ ２ ０
分 和参数设置 。各个单蜂 窝芯模 型高度 统一定为 ６ ｒｍ， ０ ａ 纸芯 的正六 边形边 长为 １ ｒｍ，纸芯厚 度为 ０３ ｍ，弹性模量为 ａ ５ ．ｒ ａ ３ ０ ＭＰ 。 ６ ０ ａ 面纸厚度 为 ０３ ｒ 弹性模量 为 ７ ０ ＭＰ ， ．８ ｍ， ａ ６ ０ ａ 泊松 比 都为 ０３１ ．３ １ 。纸芯采用规 则的四边形单元并定义其厚度。蜂窝纸 芯 的下表面固定 ３ 平动 自由度 ， 个 上表面及 中间夹层 锁定 ２ 个 平动 自由度（ 了蜂 窝纸轴 向平动 自由度 ） 除 并施加面载荷 ， 如图
２ 示 为 除 上 下 表 面 层 外 ， 纸 芯 高 度上 均匀 分 布 ３个 夹层 。 所 在
纸蜂窝新型环保制品是 由蜂窝纸板制成 ， 蜂窝纸板是一种 新 型的可以循环再生使用 的绿 色环 保材料 ， 具有重 量轻 、 强度 高、 不易变形、 冲性好 、 缓 保湿 隔热等优点 。 以纸为原料 ， 它 经过
前 人 对 蜂 窝 纸 的 压 缩 特 性 研 究 主 要 停 留 在 实 验 研 究 和 简
蜂窝纸板的检测指标
蜂窝纸板的检测指标
1.纸板的厚度和密度：蜂窝纸板通常由两层纸板和中间的蜂窝纸芯层组成，因此纸板的厚度和密度是评估其质量的重要指标。
2. 压缩强度：蜂窝纸板的压缩强度是指在一定条件下，纸板能
承受多大的压力而不会变形或破裂。
这是评估纸板承载能力的重要指标。
3. 拉伸强度：蜂窝纸板的拉伸强度是指在一定条件下，纸板能
承受多大的拉力而不会撕裂或断裂。
这是评估纸板抗拉性能的重要指标。
4. 湿度抗性：蜂窝纸板在潮湿环境下的性能也很重要，因为它
通常用于包装和运输。
湿度抗性指纸板在潮湿环境下不易变形或破裂。
5. 热稳定性：蜂窝纸板的热稳定性是指在高温环境下，纸板的
性能是否会发生变化。
这是评估纸板在特殊包装和运输条件下的重要指标。
通过以上指标的检测，可以有效评估蜂窝纸板的质量和性能，保证其在包装和运输过程中的安全和可靠性。
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基于MSC_Marc的蜂窝纸板抗压性能分析
第7卷第6期2008年11月杭州师范大学学报(自然科学版)Journal of Hangzhou Normal University (Natural Science Edition )Vol.7No.6Nov.2008收稿日期:2008205216基金项目:浙江省科技厅重点科研项目(2005C21097).作者简介:许红平(1964—),男,浙江杭州人,副教授,主要从事于机电一体化技术应用研究.文章编号:1674-232X (2008)06-0465-04基于MSC.Marc 的蜂窝纸板抗压性能分析许红平(浙江广播电视大学萧山学院,浙江杭州311201)摘 要:对不同边长值的规则蜂窝纸进行抗压分析,得到了纸芯边长值对其承载能力的影响.首先分析蜂窝纸的压缩机理,随后建立一系列蜂窝纸分析模型,在有限元MSC.Marc 进行抗压分析,得到蜂窝纸压缩变形过程和临界屈曲值,最后得到边长值对其性能的影响.关键词:抗压;蜂窝纸;Marc ;临界载荷中图分类号:TB484.1;TB485.1 文献标志码:A0 引 言蜂窝纸已广泛应用于包装、家具、建筑墙板与门等领域,但在蜂窝纸选型过程中有时强度不够或者强度过高,都不利于蜂窝纸在包装领域的应用.因此使用合适的蜂窝纸芯边长对包装来说具有重要意义.蜂窝纸由正六边形纸芯和面纸组成,据国内外资料,目前纸芯的正六边形边长值可以在40mm 之内选择.由于目前国内没有统一的蜂窝纸标准体系,每个厂家生产出来的蜂窝纸芯边长规格也不相同.而对其承载能力的研究非常少.为此,有必要针对蜂窝纸芯的边长值对蜂窝纸性能产生的影响做进一步分析.蜂窝纸的压缩特性可以分为如下几个阶段:线弹性阶段、弹塑性阶段、塑性坍塌阶段、密实化阶段.有图1 蜂窝芯纸错位上胶机理限元分析与试验相结合将大大简化理论分析,在此用有限元软件MSC.Marc 分析了蜂窝纸压溃性能并得出相关结果,对蜂窝纸结构的选择和改进提供参考.1 蜂窝纸成型过程简介图1为蜂窝纸芯的成型方式,芯纸之间通过按一定规律性的错位上胶,形成节距为b 、上胶宽度为a 的交替粘接复合层结构,将此交替粘接复合层沿垂直于纸面方向拉伸,即可逐步形成蜂窝状结构.其中纸蜂窝双层壁板的边长为a ,纸蜂窝单层壁板的边长为a ,此时为正六边形纸芯的蜂窝纸结构,并得到如图1(b )的蜂窝纸结构.蜂窝结构是一种网状、多孔结构.蜂窝在承载时,不是单个壁板而是众多蜂窝参与承载.为分析其力学性能,可将蜂窝拆成蜂窝单层壁和双层壁,从而将之转化为求解单壁板的临界载荷问题.前人对蜂窝纸板大量试验研究后得出蜂窝纸的压缩特性.可将它们分为如下几种阶段:线弹性阶段、弹塑性阶段、塑性坍塌阶段、密实化阶段.1.1 线弹性阶段 蜂窝纸的应力应变关系可以由以下公式所得σ=E ε(1)其中σ为蜂窝纸板压缩过程中所受到的应力,ε为应变,E 为纸蜂窝芯的法向弹性模量.σE s =839t a ε(2)其中t 为纸蜂窝单层壁板的厚度;a 为蜂窝纸结构的边长;E s 为承载截面面积计量的蜂窝原纸的纵向弹性模量.蜂窝纸板的弹性屈曲在蜂窝纸板的压缩变形中只占微小的一部分,所以将其简化为线弹性区同样的模型,当线弹性应力等于弹性屈曲临界载荷σcr 时,在应力应变曲线中表现出一个弹性屈曲应力峰值.1.2 弹塑性阶段 随着蜂窝纸板载荷的加载,蜂窝纸芯的变形由局部的弹性坍塌转化为以塑性胶为特征的塑性屈曲.蜂窝纸板产生微小的压缩应变,其压缩应力迅速下降,因此模型中简化为压缩应变而压缩应力下降,直到塑性坍塌应力.1.3 塑性坍塌阶段 它表现为以蜂窝纸芯的塑性坍塌位置的持续压溃模式,压溃载荷随压缩应变的增大呈一定规律性地上下波动,直到蜂窝纸几乎完全坍塌以至与所有相对地蜂窝纸芯接触.1.4 密实化阶段 当蜂窝纸板的应变量达到密实化应变量后,其压应力几乎呈竖直上升状态,纸板本身几乎失去弹性,其压缩应力随着应变的增加迅速增大.当蜂窝纸芯压缩过程中的瞬时相对密度达到0.5左右时,压缩应变达到密实化应变[1].2 蜂窝纸压溃过程分析2.1 建立模型蜂窝纸板变形和破坏具有明显的材料非线性和结构非线性.材料非线性主要是芯纸和面纸材料的应力应变曲线是非线性曲线,而且是不可逆转的;几何非线性是蜂窝纸板压缩后将产生大变形;状态非线性是指蜂窝纸板压缩后,芯纸与面纸之间以及各芯纸之间可能存在接触问题.因此要把实际结构简化成计算模型,然后再利用有限元方法来分析.蜂窝纸模型用三维软件构造,首先建立单蜂窝芯并且高度设置为60mm ,以iges 格式导入pat ran 模型中,开始对蜂窝纸模型进行网格划分与各种参数的定义.目前采用蜂窝图2 蜂窝纸分析模型芯纸的厚度为0.3mm ,而面纸的厚度为0.38mm.经过实验分析所得:横向弹性模量为209M Pa ,泊松比为0.278;纵向弹性模量为225M Pa ,泊松比为01325.纸芯采用110g/mm 2,面纸采用180g/mm 2.建立边长为5～30mm 高为60mm 不同边长纸芯的蜂窝纸系列.一端面纸固定,另一端施加面载荷.在受压屈曲分析过程中,定义蜂窝纸底面固定3个平动自由度,顶部表面锁定2个平动自由度(除了蜂窝纸轴向平动自由度),并施加载荷.材料特性根据实验结果输入数值.蜂窝纸单元物理特性采用壳单元,并定义壳单元之间的接触关系.最后在MSC.Marc 中做非线性分析.图2为在有限元中建立的蜂窝纸模型.2.2 压溃分析2.2.1 压溃过程介绍稳定性要求是指结构应具有足够保持原有平衡状态的能力.当结构所受载荷达到某一特定值时,若增加一个微小的增量,结构的平衡状态将发生很大的改变,这种现象称为失稳或屈曲,相应的载荷称为屈曲临界载荷.屈曲分析的目的是用于确定结构从稳定平衡过渡到不稳定平衡时的临界载荷和失稳后的形态.前人经过实验分析后发现蜂窝纸的屈曲有以下2种情况,如图3所示.664杭州师范大学学报(自然科学版)2008年 图3 实验中变化情况分析 蜂窝纸板的缓冲性能主要体现在弹塑性阶段和塑性坍塌阶段,也就是纸蜂窝芯的结构压缩破坏阶段,在这个过程中蜂窝纸板吸收了大量的能量,因此通过改变纸蜂窝芯的结构可以改变蜂窝纸板的压缩吸能量,以得到合理的缓冲性能[1].以边长为10mm 的蜂窝纸为例,在有限元MSC.Marc 中进行压溃分析,如图4所示.图4 蜂窝纸压溃过程在图4(b )中可见是弹性阶段,蜂窝纸芯的壁板发生弹性变形,当载荷达到σp 时,纸芯的壁板出现塑性屈曲,壁板承受的载荷也会随之迅速减小σp ,称为蜂窝纸板的“平压强度”.接着出现塑性变形阶段(图4c ～e ).蜂窝纸芯壁板塑性屈曲后,在载荷的作用下发生塑性褶皱并吸收能量.最后出现压溃(图4f ),该阶段是应变强化阶段,当应变达到压实应变后,任何微小增加都会使应力迅速增加[2].2.2.2 纸芯边长值对蜂窝纸压溃性能的影响现在采用相同的蜂窝纸单元,即每个蜂窝纸具有8个单蜂窝芯.此时蜂窝纸载荷面积不一样,具有以下关系:y =153・x 2(3)其中,y 为载荷面积,x 为蜂窝纸芯的六边形边长.各蜂窝纸密度定义为ρ=m v =2p 1×153x 2+2400x ×p 2153×60×x 2(4)其中p 1,p 2分别是面纸密度和纸芯密度(单位为g/mm 2).分析结果各蜂窝纸芯在中部偏上部位开始弯曲.并且距离受载面处发生塑性坍塌.在图5中为各蜂窝纸压溃过程中位移变化,从中可以看出蜂窝纸随时间的变化过程,变化过程显示大致经历了以上的4个阶段,但略有不同.图6显示了一种蜂窝纸受载力的情况,可见蜂窝纸在线弹性阶段保持线性关系,位移变化较小,在载荷力为4.7N 左右时达到临界屈曲,此后载荷力曲线斜率变得很小,达到弹塑性和塑性坍塌阶段,载荷力的变化不大而位移变化很大.当载荷在5.8N 左右时达到密实化阶段,载荷力曲线的斜率又开始变大.该阶段是应变强化阶段,当应变达到压实应变,应变的任何微小增加都会使应力迅速增加.图7中可见蜂窝边长对纸蜂窝面外临界载荷的影响.结果表明,临界载荷均随蜂窝边长的增加而降低,且当蜂窝边长较小时(b <15mm ),变化较为显著;但随着蜂窝边长的进一步增加,临界载荷降低的幅值较小.764 第6期许红平:基于MSC.Marc 的蜂窝纸板抗压性能分析2.2.3 受载破坏机理在纸蜂窝芯的压缩过程中,蜂窝壁板受到纵向压缩,纤维之间产生同向弯曲在基体中主要产生剪切变形,并伴有纸纤维的局部曲折,蜂窝胞壁受压破坏的另一种模式就是在断面与加载方向之间产生脆性断裂[2].在对以上模型分析中发现,承载面积越小越容易出现这种现象,图8是分析模型中承载面积最小的蜂窝纸在压溃过程中出现了纸张曲折.3 结论文章用有限元模拟方式对不同边长的蜂窝纸压溃过程进行了分析.揭示了不同六边形边长值对蜂窝纸承受压力能力的影响,与前人实验结果曲线变化类似.同时提出了蜂窝纸压溃过程中可能存在的破坏机理,为蜂窝结构的优化设计和工艺设计提供了理论支持,可作为选择合理蜂窝纸边长的依据.蜂窝纸压缩过程是非常复杂的过程,涉及到许多方面,有限元模拟很难考虑到各种因素的影响,需要进一步的分析与研究.参考文献:[1]王冬梅.蜂窝纸板压缩破坏机理研究[J].包装工程,2006(2):37239[2]平幼妹,余本农,邵文泉.蜂窝纸板平压实验的研究[J].包装工程,2005(10):1152117.[3]Zhang J,Ashby M F.The out2of2plane properties of honeycombs[J].International Journal of Mechanical Science,1992,34(6):4752489.[4]Shafizadeh J E,Seferis J C.Scaling of honeycomb compressive yield stresses[J].Applied Science and Manufacturing.2000,A31:6182688.(下转第480页)A R esearch on Impact F actors of the Sustainable Development ofH angzhou Leisure Sports B ased on the F actor AnalysisZEN G Ge2zhi,CAO Shi2yun(College of Physical Education and Healt h,Hangzhou Normal University,Hangzhou310036,China)Abstract:By means of mathematical statistics,questionnaire surveys,expert advices and other research methods,the paper investigates and analyzes the impact factors of leisure sportsπsustainable development in Hangzhou.The results shows that there are6main affecting factors:the leisure sports object factor,the economic2society development struct factor,the inhabitant factor,the environment and the inf rastructure construction factor,the government behavior factor,the media attention factor.And finally the paper analyzes all the factors,its aims is to provide decision basis and promote the sustainable development of leisure sports in Hangzhou.K ey w ords:Hangzhou;leisure sports;sustainable development;factor analysis(上接第468页)The Analysis on R esisting Compression of H oneycombPaperboard on MSC MARCXU Hong2ping(Xiaoshan College,Zhejiang Radio&Television University,Hangzhou311201,China)Abstract:The paper analyzes the resisting compression of honeycomb paperboard with different side length,obtains the influence about the side length on its buckling load.The paper analyzes the subsection2function,modeling of honeycomb paperboard,sets up the models of honeycomb paperboard,analyzes the resisting compression on MSC.Marc,and obtains the changing process,the buckling load as well as the influence about the side length on its buckling load.K ey w ords:resisting compression;honeycomb paperboard;Marc;buckling load。
多夹心层蜂窝板动力学特性分析与仿真
多夹心层蜂窝板动力学特性分析与仿真首先，我们需要确定DHC的材料参数。
DHC的外层面板和蜂窝芯通常由复合材料构成，具有不同的弹性模量和密度。
在进行分析和仿真之前，我们需要使用实验或者模拟测试方法获得这些参数，以便准确预测DHC的动力学响应。
接下来，我们可以使用有限元分析方法对DHC的动力学特性进行仿真。
有限元方法是一种基于离散化的数值求解方法，通过将结构划分为许多小的有限元，然后对每个有限元进行力和位移的计算，从而获得整个结构的力学行为。
在有限元仿真中，我们可以施加不同的外部载荷，例如单点冲击或连续振动，以模拟实际工作条件下的应力和振动情况。
通过对仿真结果进行分析，我们可以了解DHC在不同载荷下的应力分布、振动模态等动力学特性。
此外，我们还可以使用其他分析方法来进一步研究DHC的动力学特性，例如模态分析和层合板理论。
模态分析可用于确定DHC的固有频率和振动模态，并帮助设计人员预测结构的强度和稳定性。
层合板理论可以用于计算DHC的弯曲刚度和弯曲振动特性，帮助优化结构设计。
最后，在进行动力学特性分析和仿真时，我们还需要考虑DHC的边界条件和非线性效应。
边界条件的选择将直接影响到仿真结果的准确性，因此需要根据实际工作条件进行合理设定。
而非线性效应，例如接触、摩擦等，也可能对DHC的动力学特性产生影响，因此需要进行适当考虑和建模。
综上所述，多夹心层蜂窝板的动力学特性分析与仿真是一个复杂而关键的任务。
通过准确确定材料参数、合理设定边界条件、采用适当的分析方法和考虑非线性效应，我们可以对DHC的动力学响应进行有效预测，从而提高结构设计的可靠性和性能。
不同形状芯材的蜂窝壁板平面压缩性能研究
不同形状芯材的蜂窝壁板平面压缩性能研究蜂窝板材一般是由上、下面板和中间具有一定空间结构的软夹芯构成。
蜂窝芯单元的形状有正六边形、矩形、菱形、三角形和复合型等。
蜂窝材料是典型的多胞材料，具有良好的抗压特性。
文章使用Solidworks中的simulation模块对不同形状芯材的蜂窝板进行有限元分析，研究不同形状的蜂窝芯在胞壁厚度与面板厚度相同的情况下的平面压缩性能。
仿真结果表明，不同形状蜂窝芯的性能有较为明显的差别。
在工业中，恰当地选择蜂窝芯的形状可以既满足设计要求又能节约成本。
标签：平面压缩性能；Solidworks仿真；蜂窝材料多孔金属材料具有很好的平面压缩性能，所以，它可以用来制造结构板、内外表板等。
很多研究者對蜂窝壁板材料进行了深入研究，并取得了一定研究成果。
如张新春，刘颖等对正三角形蜂窝、正六边形蜂窝、Kagome蜂窝三种蜂窝芯形状的蜂窝板进行了冲击性能试验，主要探究壁板对冲击能量的吸收能力；董彦鹏，吕振华等基于蜂窝材料结构进行了夹层结构抗爆炸冲击特性优化设计分析有限元模拟，研究了蜂窝材料在受到高强度冲击载荷时其胞壁结构发生弹性和塑性变形同时对冲击能量的吸收；张大军，余同希等研究了蜂窝材料面外受压时初始弹性失稳载荷的计算，通过公式验证了任意尺寸蜂窝的失稳载荷；林晓虎，杨庆生在航空航天夹层结构抗冲击性能的研究现状中阐述蜂窝芯胞元形状对蜂窝材料的动力学性能的影响，总结了蜂窝壁板上应力和位移随冲击速度的增加而产生的变化；沈真等建议使用拐点附近的性能建立复合材料层压板抗冲击性能的评定体系，即可以用表面层在受力下保持其完整性的最大能力（最大接触力）来表征复合材料体系的损伤阻抗（韧性）；周彬等对不同材质的铝蜂窝进行了平面压缩和三点弯曲性能研究，验证了不同的材质对蜂窝壁板的力学性能有较大的影响；何强，马大为等对功能梯度蜂窝材料的面内冲击性能及其他力学性能进行了研究。
本文基于Solidworks软件的分析模块，对并不同种类的蜂窝壁板材料进行平面压缩性能模拟和对比。
基于FEM的蜂窝纸压溃分析
Ａｎａ ｙ ｉ ｆ ｂ ｃ ｉ ｂ ｕ ｐｅ ｎｅ ｃ ｍ ｂ ｃ ｒ ｙ Ｍ ＡＲＣ ｌ ｓ ｓｏ ｕ ｋｌｎｇ ａ ｏ ｔｐａ ｒ ｈｏ ｙ ｏ ｏ ｅｂ
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多夹心层蜂窝板动力学特性分析与仿真
多夹心层蜂窝板动力学特性分析与仿真摘要：本文首先对多层蜂窝板结构的力学特性及其动力分析进行了介绍，然后概述了多层蜂窝板动力学性能分析的具体方法，并将多层蜂窝板动力学研究成果应用到结构元件设计中，最后通过一组仿真实验，验证了多层蜂窝板的动力学分析结果的可靠性与准确性。
关键词：多层蜂窝板；动力学；仿真“多夹心层蜂窝板动力学特性分析与仿真”摘要一、引言蜂窝板（Honeycomb Core）是一种模式固定的多节点结构，它具有良好的力学性能和稳定的动力学特性，因此多夹心层蜂窝板结构在航空、航天、船舶及汽车等领域得到了广泛的应用。
随着技术的发展，双层以上的多夹心层蜂窝板的市场需求量也日益增加，但是这种多夹心层蜂窝板的动力学特性分析与仿真分析有着比较复杂的过程，为此本文将重点针对这一课题，系统介绍多夹心层蜂窝板的力学特性及其动力分析，提出多夹心层蜂窝板动力学性能分析的具体方法，并结合多夹心层蜂窝板动力学研究成果，将其应用于结构元件设计，以此有效证明其分析方法的可靠性和准确性。
二、多夹心层蜂窝板的力学特性多夹心层蜂窝板结构是由多个介质层以特定间距堆积而成，多夹心层蜂窝板的力学特性主要受到每一层的空间尺寸及其间的材料性质的影响。
比如，双夹心层蜂窝板的弹性模量受到两个介质层厚度、间距及其材料弹性模量的影响。
当两个介质层空间尺寸及材料性质相近时，双夹心层蜂窝板的力学行为很相似于单夹心层蜂窝板，但当双夹心层蜂窝板的力学特性超出单夹心层蜂窝板的范围时，就显示出多夹心层蜂窝板的特殊性。
而多夹心层蜂窝板的受力性能，指其受力状态下的强度、刚度、形变等性能指标，可以相对较准确地确定它在受力过程中的力学行为特性。
三、多夹心层蜂窝板的动力学分析多夹心层蜂窝板的动力学分析，即对多夹心层蜂窝板在动态荷载条件下的动力行为进行详细分析和研究，以期分析出其动力学特性。
多夹心层蜂窝板的动力学分析主要分为以下三个步骤：（1）动力学模型建立：根据实际结构特性，建立多夹心层蜂窝板的运动学模型，并确定模型的各个影响参数；（2）动力学分析：利用模型，对多夹心层蜂窝板在动态受力条件下的动力行为进行分析，得到其动力学特性；（3）结构优化：根据多夹心层蜂窝板的动力学特性，进行结构优化，以提升其质量及性能指标。
蜂窝纸板动态压缩性能试验研究
蜂窝纸板动态压缩性能试验研究丁勇;李晓茜;石媛媛【摘要】This paper first introduces the characteristics of cushioning materials and the advantages of honeycomb cardboard emerged in recent years. And then the test of dynamic compression of cushioning materials is introduced. Finally, the dynamic compression characteristics of honeycomb are investigated using the data from the test. The investigation focuses on the effects of temperature/humidity preconditioning on the dynamic compression characteristics.%首先介绍了缓冲材料的特性以及蜂窝纸板作为近些年来出现的一种新型缓冲材料的优越性，接着对缓冲材料动态压缩性能试验方法进行了阐述说明，最后通过一系列试验数据对蜂窝纸板的动态压缩性能进行了分析研究，重点研究了温湿度预处理对蜂窝纸板动态压缩性能的影响。
【期刊名称】《环境技术》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P16-18,24)【关键词】蜂窝纸板;缓冲材料;动态压缩性能试验【作者】丁勇;李晓茜;石媛媛【作者单位】深圳市计量质量检测研究院环境与可靠性实验室，深圳 518000;深圳市计量质量检测研究院环境与可靠性实验室，深圳 518000;深圳市计量质量检测研究院环境与可靠性实验室，深圳 518000【正文语种】中文【中图分类】TS77产品在整个物流过程中会经受各种不同的环境应力，尤其是在搬运过程中可能出现的跌落冲击经常会使产品发生严重损坏，造成巨大的经济损失。
多层叠加蜂窝纸板的压缩特性研究
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-δ、ζ-ε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-δ、ζ-ε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-δ、ζ-ε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(6mm／min)连续静态压缩F-δ、ζ-ε特性曲线如图1所示；较大速率(60mm／min)连续静态压缩，F-δ、ζ-ε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。
组合蜂窝纸板缓冲性能的测试与分析
组合蜂窝纸板缓冲性能的测试与分析组合蜂窝纸板缓冲性能的测试与分析摘要：随着电子产品和物流业的不断发展，包装材料的性能要求也越来越高。
组合蜂窝纸板由于其独特的结构和优良的物理性能，在包装领域得到了广泛应用。
本文通过一系列实验测试和分析，探讨了组合蜂窝纸板的缓冲性能。
1. 引言随着电子产品的普及和物流业务的繁荣，包装材料需要具备良好的缓冲性能，以保护产品在运输过程中不受损坏。
传统的包装材料如塑料泡沫、泡沫纸等在使用过程中存在环境问题，因此寻找环保且具备较好缓冲性能的包装材料成为了一项重要的研究课题。
独具特点的组合蜂窝纸板，由于其轻质、强度高、抗压性好等特点，成为了一种非常有潜力的包装材料。
2. 实验方法本实验使用的组合蜂窝纸板样品尺寸为100mm×100mm×10mm，选取10份样本进行实验。
首先，将组合蜂窝纸板样品固定在一个特定高度的悬垂台上。
然后，从不同高度自由落下一个重量为500g的铁球，记录铁球落地时的冲击力。
同时，在冲击过程中记录组合蜂窝纸板的位移情况。
3. 实验结果与分析通过实验得到的数据可以看出，随着铁球下落高度的增加，冲击力逐渐增大。
而组合蜂窝纸板在冲击过程中能够有效吸收和分散冲击力，避免冲击传递到内部产品。
实验同时观察到，组合蜂窝纸板在冲击情况下出现一定程度的位移，进一步证实了其缓冲性能。
4. 结构与性能分析组合蜂窝纸板的缓冲性能与其特殊的结构密切相关。
该结构由两层纸板之间的一系列六角形蜂窝状隔间构成。
这种结构使得组合蜂窝纸板具备较好的强度和能够吸收冲击力的能力。
当外力作用于组合蜂窝纸板时，纸板通过弹性变形来减缓冲击力的传播和冲击能量的吸收，起到减缓冲击的效果。
5. 应用前景组合蜂窝纸板具备环保、轻质、强度高等优点，且在缓冲性能方面表现优秀，因此有广阔的应用前景。
目前已经有多家电子产品制造商采用组合蜂窝纸板作为其产品的包装材料。
除了电子产品，组合蜂窝纸板还可以应用于其他脆弱、易损坏的产品的包装中。
蜂窝纸板常见质量质量问题分析
蜂窝纸板常见质量质量问题分析蜂窝纸板是一种由纸张制成的重要包装材料，它由无数个单元构成，这些单元形状类似于蜂窝，因此得名。
由于其独特的结构和特性，蜂窝纸板在包装和保护产品方面具有广泛的应用。
然而，由于制造过程中可能会出现各种问题，蜂窝纸板也存在一些常见的质量问题。
本文将分析一些常见的蜂窝纸板质量问题，并提出相应的改进措施。
首先，蜂窝纸板可能出现强度不足的问题。
这可能是由于纸张质量不好、纸层粘合不牢或纸板结构设计不合理等原因导致的。
为改善这一问题，可以从以下几个方面入手。
首先，选用高质量的纸张材料，确保纸张具有足够的强度。
其次，在纸层粘合过程中，确保粘合剂的质量和使用方法正确，确保纸层之间的粘合牢固。
最后，优化纸板的结构设计，使其能够承受更大的压力。
其次，蜂窝纸板可能出现不平整的表面问题。
这可能是由于纸张张力不均匀、纸板加热不均匀或纸板压制过程中受力不均等原因导致的。
为解决这一问题，可以考虑以下措施。
首先，在纸张制造过程中，控制纸张张力，使其能够均匀拉伸，减少表面不平整的可能性。
其次，在纸板加热和压制过程中，确保加热和压力分布均匀，使纸板表面能够均匀受力，减少不平整现象的发生。
另外，蜂窝纸板还可能出现纸质较差或渗漏的问题。
这可能是由于纸张材料选择不当、制造过程中出现缺陷或粘合剂质量不好等原因导致的。
为改进这一问题，可以采取以下措施。
首先，选用高质量的纸张材料，确保纸张质量优良，不易破损或渗漏。
其次，在制造过程中，严格控制每个环节，避免产生缺陷。
最后，确保粘合剂的质量可靠，并根据纸张材料的特性和要求合理选择和使用粘合剂。
此外，蜂窝纸板还可能出现湿度不稳定或易吸湿的问题。
这可能是由于纸质不干燥或纸板存储条件不合理等原因导致的。
为解决这一问题，可以考虑以下措施。
首先，确保纸质干燥，避免纸板在制造过程中吸湿。
其次，优化纸板的存储条件，例如控制湿度、避免阳光直射等，保持纸板的稳定湿度。
综上所述，蜂窝纸板在制造过程中可能会出现强度不足、表面不平整、纸质较差或渗漏以及湿度不稳定的问题。
蜂窝纸板特点及性能
本文摘自再生资源回收-变宝网（）蜂窝纸板特点及性能一、蜂窝纸板的特点1.质轻、用料少、成本低。
蜂窝夹层结构与其他各种板材结构相比，具有较大的强度/质量比，因而其制成品的性能/价格比好，这是蜂窝纸板成功的关键。
2.高强度，表面平整，不易变形。
蜂窝夹层结构近似各向同性，结构稳定性好，不易变形，其突出的抗压能力和抗弯能力是箱式包装材料需要的最重要的特性。
3.抗冲击性、缓冲性好。
蜂窝纸板由柔性的纸芯和面纸做成，具有较好的韧性和回弹性，独特的蜂窝夹芯结构提供了优异的缓冲性能，在所有的缓冲材料中具有更高的单位体积能量吸收值，高厚度的蜂窝纸板可替代现己大量使用的EPS塑料泡沫缓冲垫。
4.吸声、隔热。
蜂窝夹层结构内部为封闭的小室，其中充满空气，因此具有很好的隔声保温性能。
5.无污染，符合现代环保潮流。
蜂窝纸板全部由可循环再生的纸材制作，使用后可以地回收再利用。
二、蜂窝纸板的性能比较1.蜂窝纸板的平压强度远高于瓦楞纸板，而且在耗材量一定的情况下，蜂窝纸板的平压强度随着孔径的增大而减少。
2.蜂窝纸板的侧压强度随着孔径的增大而减少;瓦楞纸板的侧压强度远高于蜂窝纸板，而横向的侧压强度则低于蜂窝纸板。
3.蜂窝纸板的弯曲强度高于瓦楞纸板，其弯曲强度随着孔径的增大而增大。
4.瓦楞纸板的剥离强度高于蜂窝纸板;蜂窝纸板的剥离强度随着孔径的减少而有所增加。
5、蜂窝纸板和瓦楞纸板两者的戳穿强度基本没有很大的差距。
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化阶段
0
位移（mm）
56
图6 压溃过程中载荷变化曲线
Fig.6 Variation curve of external force in the crushing course
为了分析多夹层蜂窝纸板模型的抗压能力，对面 纸中点提取输出力，得到载荷变化曲线和数值，并 显示载荷和位移之间的关系，如图6所示。对于零夹 层蜂窝纸板模型已经有过分析[7]，首先载荷呈线性变 化，处于线弹性阶段；达到临界屈曲后载荷变化非常 小，处于弹塑性和塑性坍塌阶段，随后载荷又开始增 大，逐渐达到密实化阶段。对于1夹层蜂窝纸板，载荷 变化曲线出现了1个波折，说明载荷出现了2次屈曲， 同时发现随着夹层数的增多，模型屈曲点增多。
1）与零夹层的蜂窝纸板的压溃性能相似，组合蜂 窝纸板也存在压溃过程的4个阶段。
2）在纸芯厚度和边长相同的情况下，随着夹层数 的增加，抗压能力提高。
3）通过多夹层蜂窝纸板压溃过程实验，验证了有 限元分析结果。
参考文献 [1] 王冬梅. 蜂窝纸板压缩破坏机理研究[J]. 包装工程,
2006, 27(1): 37-39. WANG Dongmei. Compression Breakage Properties Research on the Honeycomb Fibreboard[J]. Packaging Engineering, 2006, 27(1): 37-39. [2] Gibson L I, Ashby M F. Celluar Solid Structure and Properties[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1997. [3] ZHEN J T, LIM T C, LU G Q. Experimental Determination of Automotive System Response Characteristics, Automotive Engineering International[J]. Journal of Passenger Cars: Mechanical System, 2001, (6): 1755-1762. [4] Simone A E, Gibson L J. Effects of Solid Distribution on the Stiffness and Strength of Metallic Foams[J]. Acta Mater, 1998, 46(6): 2139-2150. [5] Chuang C H, Huang J S. Elastic Moduli and Plastic Collapse Strength of Hexagonal Honeycombs with Plateau Borders[J]. International Journal of Mechanical Sciences,
0 引言
蜂窝纸板优异的力学性能和吸收能力，良好的成 型性，以及低成本、无污染等特性，使其在包装领域 占有重要的位置，可广泛应用于包装及包装运输业、 农业等方面。
随着纸质托盘使用日益广泛，蜂窝纸板在托盘制 造中得到大量应用，以其取代木托盘及塑料托盘已是 必然趋势。托盘制造中经常需要在一定厚度下组合不 同夹层数的蜂窝纸板，设计成不同形状的垫板，而不
5610Βιβλιοθήκη 0位移（mm）55.1
图7 压溃过程中剪应力变化曲线
Fig.7 Variation curve of shear stress in the crushing course
研究论文 63
对于蜂窝纸板，剪应力不足会引起物体的变形， 如产生折弯等。图7为蜂窝纸板模型剪应力随位移的变 化曲线。即在线弹性阶段和弹塑性阶段，剪应力值几 乎在较小值范围内波动，其中第一次屈曲点上变化略 微明显。在塑性坍塌阶段和密实化阶段，剪应力变化 幅度开始变得非常大，甚至达到了5610N/mm2，表明 在塑性坍塌尤其在密实化阶段，蜂窝纸板原纸容易被 破坏，甚至出现裂缝等。同时多夹层模型在塑性坍塌 尤其在密实化阶段，剪应力的最大值要比零夹层模型 大很多，产生的破坏现象更加严重。 2.2 各模型压溃性能比较
Fig.5 Crushing course of honeycomb paperboard with three layers
223
载荷（N）
⑧
⑥
⑦
②
③
④⑤
① 线弹性阶段 ② 屈曲点 ③ 上部分的塑性
坍塌阶段
④ 转折点
⑤ 上部分的密实化
①
阶段
⑥ 下部分的屈曲点
⑦ 下部分的塑性
坍塌阶段
⑧ 下部分的密实
Abstract The influence of honeycomb paperboard with different number of layers on crushing performance was discussed. The four models with different number of layers, at the same height and side length of core paper, were built using 3D software, and their crushing performance which included external force, critical buckling state and shear stress was analyzed with finite element analysis (FEA) software. The results provided helpful information for further design of honeycomb paperboard packaging. Key words Combined honeycomb; Honeycomb paperboard; Crushing
同夹层数的蜂窝纸板其抗压性能是不同的，因此，怎 样得到合理的组合，保证其应有的承载能力是目前急 需关注和解决的问题。
1 多夹层蜂窝纸板模型的建立
1.1 多夹层结构模型 蜂窝纸板的压溃过程可以分为4个阶段，即线弹性
阶段、弹塑性阶段、塑性坍塌阶段和密实化阶段[1-3]， 图1所示的理论应力-应变曲线是对零夹层蜂窝纸板的 分析，本文引入蜂窝纸板多夹层结构的分析模型进行
(a)
(b)
(c)
(d)
图3 零夹层蜂窝纸板压溃过程 Fig.3 Crushing course of honeycomb paperboard without layer
2 各蜂窝纸板压溃性能分析
蜂窝纸板的压溃属于非线性问题，是指在一定静 应力的压缩作用下蜂窝纸板结构的静态响应。在其固 有的时间尺度上分析模拟计算是不切合实际的，它将 需要大量的很小的时间增量。带来的问题是随着加载
2010年第2期（第2卷）
速度的增加，静态平衡状态卷入了动力学的因素，惯 性力的影响更加显著。而准静态分析是在保持惯性力 的影响不显著的前提下用最短的时间来进行模拟[3]。
计算过程采用逐步增加载荷直至有限元模型失 效。蜂窝纸板的压缩变形较大，NLGEOM设置为ON 状态，采用位移控制法，以位移为收敛标准，即当迭 代计算得到的位移误差小于模型最大位移的5%时，模 型收敛；若迭代计算超过30次仍不收敛，则将加载步 长减半。 2.1 夹层数对其力学性能的影响
0夹层
1个夹层 2个夹层 3个夹层
夹层
载荷面层
固定面层
图2 多夹层的蜂窝纸板分析模型
Fig.2 Analysis models of combined honeycomb paperboard
1.2 三维软件建模 利用三维软件建立模型，导入有限元软件中进
行网格划分和参数设置。各单个蜂窝芯模型高度统 一定为60mm；纸芯的正六边形边长为15mm；芯纸 厚度为0.3mm，弹性模量为3600MPa；面纸厚度为 0.38mm，弹性模量为7600MPa，泊松比均为0.3[4-6]。 纸芯采用规则四边形单元并定义其厚度。蜂窝纸芯的 下表面固定3个平动自由度，上表面以及中间夹层锁定 2个平动自由度（除了蜂窝纸板轴向平动自由度）并施 加面载荷，选择压缩过程所需的总时间定为1s，蜂窝 纸板的接触为面-面接触，摩擦系数为0.02。
Research on Crushing Performance of Combined Honeycomb Paperboard
LV Yuanjun, CHEN Qiong ( Mechanical and Electronic Engineering, Zhejiang Industry Polytechnic College, Shaoxing 312000, China )
(a)
(b)
(c)
(d)
图4 1夹层蜂窝纸板压溃过程 Fig.4 Crushing course of honeycomb paperboard with one layer
剪应力（N/mm2） 压溃强度（MPa）
吕原君等：多夹层蜂窝纸板压溃性能分析
(a)
(b)
(c)
(d)
图5 3夹层蜂窝纸板压溃过程
中国印刷与包装研究 2010年第2期（第2卷） CHINA PRINTING AND PACKAGING STUDY Vol.02 No.2 2010.04
研究论文 RESEARCH PAPERS
多夹层蜂窝纸板压溃性能分析
吕原君，陈 琼 （浙江工业职业技术学院 机电工程分院，绍兴 312000）
摘要 通过对夹层数不同的蜂窝纸板进行压溃性能分析，得到夹层数对其抗压性能的影响。首先利用三维软件
建立夹层分别为0、1、2、3的多夹层蜂窝纸板模 型，分析各模型，提取每个模型的典型压溃过程。图 3所示为零夹层的蜂窝纸板模型压溃过程，它首先在 纸芯中间部位附近发生变形，该位置的上部分开始塑 性坍塌后下部分也随后坍塌，最后整个纸芯压实。对 于1个夹层蜂窝纸板模型来说，相当于2个一定厚度的 零夹层蜂窝纸板组合，压溃首先在先达到临界载荷的 上部分完成，再进行下部分的压溃，最后上下两部分 纸芯全部密实化（如图4所示）。3夹层蜂窝纸板模型 是由4个一定厚度的零夹层蜂窝纸板组合，达到临界 载荷后某一层先达到塑性坍塌阶段和密实化阶段，其 他层紧接以上步骤（如图5所示）。