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1、纸蜂窝结构的能量吸收图纸蜂窝结构的能量吸收图纸蜂窝结构的能量吸收图纸蜂窝结构的能量吸收图 -蜂窝纸板缓冲设计新技术蜂窝纸板缓冲设计新技术蜂窝纸板缓冲设计新技术蜂窝纸板缓冲设计新技术包装材料缓冲性能表征方法包装材料缓冲性能表征方法 蜂窝纸板能量吸收图蜂窝纸板能量吸收图 多层瓦楞纸板能量吸收图多层瓦楞纸板能量吸收图 能量吸收图应用能量吸收图应用包装材料缓冲性能表征方法包装材料缓冲性能表征方法包装材料缓冲性能表征方法包装材料缓冲性能表征方法材料缓冲吸能特性评估：缓冲曲线，Janssen因子，Rusch曲 线，能量吸收图。材料缓冲吸能特性评估：缓冲曲线，Janssen因子，Rusch曲 线，能量吸收图
2、。 能量吸收图由Maiti和Gibson提出，表征缓冲材料所承受的应力 和吸收的能量之间的关系，可由缓冲材料的压缩应力应变曲线 构建。能量吸收图由Maiti和Gibson提出，表征缓冲材料所承受的应力 和吸收的能量之间的关系，可由缓冲材料的压缩应力应变曲线 构建。 缓冲材料的能量吸收曲线上通常会出现一个肩点，该点即为某 一结构的缓冲材料在某一应变率下的最佳设计点。能量吸收图 可以汇集不同应变率、不同结构条件下的缓冲材料最佳吸能 点，且能量吸收图可以以模型化的形式得到，这使它更具有一 般性。缓冲材料的能量吸收曲线上通常会出现一个肩点，该点即为某 一结构的缓冲材料在某一应变率下的最佳设计点。能量吸
3、收图 可以汇集不同应变率、不同结构条件下的缓冲材料最佳吸能 点，且能量吸收图可以以模型化的形式得到，这使它更具有一 般性。包装材料缓冲性能表征方法包装材料缓冲性能表征方法包装材料缓冲性能表征方法包装材料缓冲性能表征方法已经成功地将能量吸收图引入泡沫塑料缓冲性能表征中。已经成功地将能量吸收图引入泡沫塑料缓冲性能表征中。 本研究将能量吸收图引入蜂窝纸板和瓦楞纸板的缓冲性能表征 中，找到了蜂窝纸板和瓦楞纸板能量吸收与其结构因素和应变 率之间的关系。本研究将能量吸收图引入蜂窝纸板和瓦楞纸板的缓冲性能表征 中，找到了蜂窝纸板和瓦楞纸板能量吸收与其结构因素和应变 率之间的关系。蜂窝纸板蜂窝纸板蜂窝纸板蜂窝
4、纸板能量吸收图能量吸收图能量吸收图能量吸收图压缩破坏压缩破坏蜂窝纸板准 静态压缩应 力应变曲线蜂窝纸板准 静态压缩应 力应变曲线蜂窝纸板蜂窝纸板蜂窝纸板蜂窝纸板能量吸收图能量吸收图能量吸收图能量吸收图蜂窝纸板的压缩过程模型蜂窝纸板的压缩过程模型蜂窝纸板蜂窝纸板蜂窝纸板蜂窝纸板能量吸收图能量吸收图能量吸收图能量吸收图77. 1 yspl)(2 .13lt=平台应力与蜂窝胞壁厚跨比关系平台应力与蜂窝胞壁厚跨比关系蜂窝纸板蜂窝纸板蜂窝纸板蜂窝纸板能量吸收图能量吸收图能量吸收图能量吸收图第一节 产品与产品组合ltD95. 31=密实化应变密实化应变蜂窝纸板蜂窝纸板蜂窝纸板蜂窝纸板能量吸收图能量吸收图能
5、量吸收图能量吸收图第一节 产品与产品组合标准化能量吸收与标准化应力理论曲线标准化能量吸收与标准化应力理论曲线将不同蜂窝胞壁厚跨 比所对应的能量吸收 曲线的肩点连接起 来，形成最佳能量吸 收曲线（黑色粗线）第一节 产品与产品组合标准化能量吸收与标准化应力试验曲线标准化能量吸收与标准化应力试验曲线第一节 产品与产品组合多层瓦楞纸板能量吸收图多层瓦楞纸板能量吸收图多层瓦楞纸板能量吸收图多层瓦楞纸板能量吸收图第一节 产品与产品组合多层瓦楞纸板动静态压缩能量吸收曲线多层瓦楞纸板动静态压缩能量吸收曲线多层瓦楞纸板能量吸收图多层瓦楞纸板能量吸收图多层瓦楞纸板能量吸收图多层瓦楞纸板能量吸收图第一节 产品与产品
6、组合多层瓦楞纸板能量吸收理论与试验曲线比较多层瓦楞纸板能量吸收理论与试验曲线比较能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用探讨如何将信息量大的能量吸收图用于蜂窝纸板的 优化设计与选材，实现节能高效包装。探讨如何将信息量大的能量吸收图用于蜂窝纸板的 优化设计与选材，实现节能高效包装。能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用例1：已知被包装物体的质量例1：已知被包装物体的质量m m=10=10kgkg，包装材料和被包装物体之间的 接触面积，包装材料和被包装物体之间的 接触面积A A=0.01=0.01m m2，被包装物的跌落高度2，被包装物的跌落高度H H=0.5=0
7、.5m m，被包装物的脆值 为30，被包装物的脆值 为30g g，制作蜂窝纸板的蜂窝原纸的固体模量为，制作蜂窝纸板的蜂窝原纸的固体模量为E Es=0.89GPa。s=0.89GPa。 介绍利用蜂窝纸板的能量吸收图优化设计纸蜂窝芯胞壁厚跨比和蜂 窝纸板厚度的方法。介绍利用蜂窝纸板的能量吸收图优化设计纸蜂窝芯胞壁厚跨比和蜂 窝纸板厚度的方法。能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用第一次迭代 T1的初始选择50mm 产生的应变率，63.2/s 在p/Es=3.4*10-4时所对应的W/Es 7.5*10-4 每单位体积的吸能量，W6.25*105J/m3 第二次迭代 由U=WAT可
8、知T2 8.24mm 修正的383/s 修正的W5.92*105J/m3 第三次迭代 由U=WAT可知T3 8.65mm 最优厚跨比t/l略低于0.020 本例经过3次迭代，所选用的蜂窝纸板厚度即收剑于8.65mm，在实际应用时可 取10mm，所对应的纸蜂窝胞壁最佳厚跨比t/l为0.020。能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图用于蜂窝结构优化设计能量吸收图用于蜂窝结构优化设计能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用大尺寸玻屏蜂窝纸板缓冲衬垫设计实例大尺寸玻屏蜂窝纸板缓冲衬垫设计实例大尺寸玻屏装箱图大尺寸玻屏大尺寸玻屏装箱图大尺寸玻屏能量吸收图应用能
9、量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用以FL2型玻屏为例，玻屏的重量为20Kg，在同一个包装箱内放置4枚 玻屏，每枚之间用蜂窝纸板隔开，最低部玻屏的缓冲由外包装箱实 现。玻屏的玻璃厚度为12mm，因此每枚玻屏与蜂窝纸板的接触面积以FL2型玻屏为例，玻屏的重量为20Kg，在同一个包装箱内放置4枚 玻屏，每枚之间用蜂窝纸板隔开，最低部玻屏的缓冲由外包装箱实 现。玻屏的玻璃厚度为12mm，因此每枚玻屏与蜂窝纸板的接触面积 A A约为（0.473+0.601）*2*0.012=0.026m2，玻屏的脆值为70g，其 冲击主要来自叉车装车和卸货时对地面的冲击，其跌落高度一般不 高于30cm，以跌落高度
10、为30cm来计算其冲击速度约为（0.473+0.601）*2*0.012=0.026m2，玻屏的脆值为70g，其 冲击主要来自叉车装车和卸货时对地面的冲击，其跌落高度一般不 高于30cm，以跌落高度为30cm来计算其冲击速度v v=2.45m/s，蜂窝 纸板吸收的冲击能量为=2.45m/s，蜂窝 纸板吸收的冲击能量为U U= =mvmv2/2=60J；因为被包装物的脆值2/2=60J；因为被包装物的脆值a a为 70为 70g g，则其最大许用包装力，则其最大许用包装力，F F= =mama=14000N，最大许用峰应力=14000N，最大许用峰应力 p=p=F F/ /A A=538KN/
11、m2，假定选择的蜂窝原纸的固体模量为0.87GP， 则最大许用标准化峰应力=538KN/ m2，假定选择的蜂窝原纸的固体模量为0.87GP， 则最大许用标准化峰应力p/p/E Es=6.2*10-4，便可根据蜂窝纸板的 能量吸收图得出该问题的最佳蜂窝纸板厚度和纸蜂窝胞壁厚跨比。s=6.2*10-4，便可根据蜂窝纸板的 能量吸收图得出该问题的最佳蜂窝纸板厚度和纸蜂窝胞壁厚跨比。能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用第一次迭代 T1的初始选择50mm 产生的应变率，49/s 在p/Es=6.2*10-4时所对应的W/Es 4.5*10-4 每单位体积的吸能量，W3.95*105J
12、/m3 第二次迭代 由U=WAt可知T2 5.84mm 修正的419/s 修正的W2.78*105J/m3 第三次迭代 由U=WAT可知T3 8.3 mm 修正的295/s 修正的W3.1*105J/m3能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用能量吸收图应用第四次迭代 由U=WAt可知T4 7.5 mm 修正的326/s 修正的W2.96*105J/m3 第五次迭代 由U=WAt可知T5 8.1 mm 最优厚跨比t/l约为0.056 实际应用中通常选择蜂窝纸板的厚度为10mm，纸蜂窝胞壁厚跨比为 0.056。此例中采用了低厚度，高密度的纸蜂窝芯，主要原因在小 的承载面积上承受了较重的玻屏重量。实际应用中通常选择蜂窝纸板的厚度为10mm，纸蜂窝胞壁厚跨比为 0.056。此例中采用了低厚度，高密度的纸蜂窝芯，主要原因在小 的承载面积上承受了较重的玻屏重量。
