做座蜂窝纸板的静态压缩特性实验原理

蜂窝纸板的静态压缩特性实验原理

[摘要] 通过RMT计算机辅助压力自动测试系统对2种蜂窝纸板进行了不同速率下的静态压缩试验，得到了连续静态压缩F-δ、σ—ε特性曲线。试验结果表明：2种速率压缩状态下，蜂窝纸板的静态压缩特性基本一致，出现明显的弹性、弹塑性、塑性和压实变形4个阶段，因此在蜂窝纸板的某些设计与应用场合可采用小速率静态压缩特性代替大速率静态压缩特性，从而使问题简化。

关键词：蜂窝纸板；静态压缩特性；试验

蜂窝纸板是一种新型的环保包装缓冲材料，具有较高的耐压和较好的“中国智造”的石墨烯纤维引发业界关注缓冲性能。目前主要应用于包装工业，如包装纸箱、包装缓冲垫、托盘等。深入了解其基本力学性能是设计和应用该种新型材料的基础，因此不少学者对蜂窝纸板的基本特性已有所研究。目前，由于试验条件的限制，对蜂窝纸板的压缩特性研究主要集中在静态压缩特性的试验研究上，所得静态压缩特性试验性能曲线皆由试验中所得的几个点拟合而成，而非实测的连续性能曲线，因此有必要对其实际连续性能曲线进行试验研究。另外，蜂窝纸板的缓冲特性应主要与其大速率静态压缩特性有关，故也有必要对其大速率静态压缩特性进行研究。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、σ—ε特性曲线。

1 蜂窝纸板静态压缩特性的试验研究

1．1 小速率静态压缩特性

1．1．1 小速率静态压缩试验

试验采用2种蜂窝纸板，纸板试样面积A=100×100(mm2)，厚度t=20~30mm，其中20mm厚度蜂窝纸板纸芯为130g／m2，蜂窝状六边形的边长为10mm；30mm厚度蜂窝纸板纸芯为160g／m2，蜂窝状六边形的边长为12mm，环境温度26℃，相对湿度79％。实验设备是BMT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6mm／min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(δ)特性曲线。由试验所得单层20mm厚度、2层20mm厚度叠加组合和单层30mm厚度蜂窝纸板静态压同时显现相应的实验结果缩特性F-δ曲线如图1~3所示。

1．1．2 小速率静态压缩特性分析

利用下式：

可将F-δ曲线转换为σ—ε曲线，二曲线图之间仅纵横坐标的单位和数值有所变化，而图形形状没有任何改变。

式中：F为对试样施加的压力；A为试样受压面积；σ为试样中产生的压应力；δ为试样产生的位移；t为试样厚度；ε为试样产生的应变。（待续）

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