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钙塑瓦楞复合纸板力学性能的研究

作　者: 冯军
导　师: 高德
学　校: 太原科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 钙塑瓦楞平压强度冲击试验本构模型参数识别
分类号: TB484.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

钙塑瓦楞复合纸板具有瓦楞纸板良好的印刷性能和缓冲性能等优点，又具有钙塑板的防水、抗压强度高、韧性好等特点，在市场上还没有这样的包装材料，所以对此种新型包装生产工艺参数和材料力学性能方面的研究也没有。为此，本文首先通过实验方法，对钙塑瓦楞复合纸板平压强度、边压强度和戳穿强度的进行了测试分析,同时将钙塑瓦楞复合纸板与普通5层瓦楞纸板进行对比；最后对钙塑瓦楞复合纸板作了平压准静态和碰撞冲击试验，并对实验结果进行分析研究，研究的结果如下：对钙塑片材和钙塑瓦楞复合纸板的生产温度和生产速度作了实验研究，实验结果表明：A.生产钙塑片才时，当生产温度为时195C，生产的钙塑片材的拉伸强度和弯曲强度都是最高的；当温度为195C，螺杆的转速为245r/min时，生产出的钙塑片材的拉伸强度最大。B.生产钙塑瓦楞复合纸板时，当生产温度为160oC时，其平压强度最高；当生产速度为3.5m/min，钙塑瓦楞复合纸板的平压强度最大。通过实验方法，对3层钙塑瓦楞复合纸板平压强度、边压强度和戳穿强度的进行了测试分析,同时将钙塑瓦楞复合纸板与普通5层瓦楞纸板进行对比，结果表明，3层钙塑瓦楞复合纸板的边压强度为0.650kN，平压强度为1.274kN，戳穿强度为7.5J；5层瓦楞纸板的边压强度为0.378kN，平压强度为0.437kN，戳穿强度为6.75J。3层钙塑瓦楞复合纸板可以代替5层瓦楞纸板来进行产品的包装。通过钙塑瓦楞复合纸板平压准静态和碰撞冲击试验，得到了钙塑瓦楞复合纸板准静态及半正弦脉冲激励下的变形规律，结果表明钙塑瓦楞复合纸板应力-应变曲线呈线弹性区域、波动式上升屈服区域和压实区域；考虑粘滞性的因素，建立了钙塑瓦楞复合纸板的静态、动态非线性本构关系，成功识别出模型中的参数。以上的研究成果对于钙塑瓦楞复合纸板的推广使用提供了参考依据，其动态模型可直接应用于考虑钙塑瓦楞复合纸板箱缓冲作用的产品跌落冲击响应与优化设计，并且本文所用的碰撞冲击试验方法为表征缓冲材料的力学行为提供了一个新的方法。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-15
  1.1 研究的背景及其意义  11-12
  1.2 国内外研究的现状  12-13
  1.3 课题的来源  13
  1.4 本文的主要研究内容  13-14
  1.5 本章小结  14-15
第二章钙塑瓦楞复合纸板力学模型的基础  15-22
  2.1 复合材料的本构理论的相关概念  15
    2.1.1 本构理论  15
    2.1.2 材料的粘性和塑性  15
  2.2 钙塑瓦楞复合纸板的粘弹性理论  15-19
    2.2.1 线性应力—应变关系  15-17
    2.2.2 粘弹性及其基本组成原件  17-18
    2.2.3 经典的粘弹性理论  18-19
  2.3 钙塑瓦楞复合纸板弹塑性理论基础  19-21
    2.3.1 运动方程  19
    2.3.2 几何方程与应变协调方程  19-20
    2.3.3 本构方程  20-21
  2.4 缓冲包装材料力学模型参数识别方法  21
    2.4.1 共轭梯度法及其原理  21
    2.4.2 模型参数识别—Matlab  21
  2.5 本章小结  21-22
第三章钙塑瓦楞复合纸板的研制  22-28
  3.1 钙塑瓦楞复合纸板的结构  22-23
  3.2 钙塑片材的研制  23-25
    3.2.1 原料的选择及配方优化  23
    3.2.2 钙塑片材的生产主要仪器及设备  23-24
    3.2.3 钙塑片材的生产工艺参数的优化  24-25
  3.3 钙塑瓦楞复合纸板的生产及工艺流程  25-27
    3.3.1 钙塑瓦楞复合纸板的生产仪器及设备  25-26
    3.3.2 钙塑瓦楞复合纸板的生产工艺  26-27
  3.4 本章小结  27-28
第四章钙塑瓦楞复合纸板性能的实验研究  28-38
  4.1 试验的准备  28-30
    4.1.1 试验的材质  28
    4.1.2 试样的制备  28
    4.1.3 试样的种类  28-29
    4.1.4 实验设备  29-30
    4.1.5 实验原理  30
  4.2 试验的类型及强度分析  30-31
    4.2.1 平压强度试验  30-31
    4.2.2 侧压强度试验  31
    4.2.3 戳穿强度试验  31
  4.3 静态压缩实验结果及分析  31-37
    4.3.1 实验现象  31-32
    4.3.2 平压强度试验实验数据及其强度曲线  32-34
    4.3.3 侧压强度试验实验数据及其强度曲线  34-36
    4.3.4 戳穿强度试验实验数据及结果分析  36-37
  4.4 本章小结  37-38
第五章钙塑瓦楞复合纸板的本构模型  38-47
  5.1 钙塑瓦楞复合纸板本构模型研究现状  38-39
  5.2 钙塑瓦楞复合纸板静态平压实验及模型的建立  39-40
    5.2.1 实验原理  39
    5.2.2 实验设备  39
    5.2.3 钙塑瓦楞复合纸板静态平压实验结果及模型的建立  39-40
  5.3 钙塑瓦楞复合纸板动态平压特性及其模型  40-46
    5.3.1 动态平压测试仪器  40-41
    5.3.2 钙塑瓦楞复合纸板动态平压测试原理  41-42
    5.3.3 钙塑瓦楞复合纸板动态平压测试结果  42-44
    5.3.4 钙塑瓦楞复合纸板动态平压实验结果及模型的建立  44-46
  5.4 本章小结  46-47
第六章结论  47-48
参考文献  48-52
致谢  52-53
攻读硕士学位期间发表的论文情况  53-54

钙塑瓦楞复合纸板力学性能的研究

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