基于轻质立式瓦楞夹芯复合纸板的临时性家具设计

纸基家具因可回收、再循环和再利用的环保属性在众多临时性场合,如临时展览、大型赛事活动中具有重要的潜在应用价值。从生产角度出发,结合家具设计学科的相关知识,解析复合纸板家具结构形态、连接方式和造型方法,针对立式瓦楞夹芯复合纸板材料属性提出了一种V形槽封边与造型一体化技术,能够解决芯层暴露美观性差的问题,提升纸基家具的质量,在此技术上进行案例设计,初步构建了基于轻质立式瓦楞夹芯复合纸板的临时性家具设计体系,对纸基家具的进一步工程应用具有重要意义,为轻质家具新产品开发提供借鉴与指导。

立式瓦楞复合纸板的平面压缩本构模型

研究了立式瓦楞复合纸板静态和动态缓冲性能,提出其静态和动态本构模型。对A楞立式瓦楞复合纸板试样进行了静态压缩和动态冲击试验,得到其应力-应变曲线;提出立式瓦楞复合纸板静态本构方程,并利用静态压缩试验数据对静态本构方程进行了参数识别;研究应变率对本构方程的影响,进而提出动态本构方程,并通过动态冲击试验对动态本构方程进行了验证。结果表明:静态压缩和动态冲击试验中,立式瓦楞复合纸板的压缩过程均包括弹性阶段、屈服阶段、平台阶段、密实化阶段;静态本构模型的拟合误差为4.79%,动态本构模型的拟合误差为2.65%,都能较好地表示立式瓦楞复合纸板在压缩过程中的应力-应变情况。所提出的立式瓦楞复合纸板静态和动态本构模型为该新型材料的性能评价提供了理论支持,对其在缓冲包装中的推广应用具有重要参考价值。

立式瓦楞复合纸板静态压缩试验与有限元分析

目的对立式瓦楞复合纸板的静态压缩过程进行试验研究和有限元分析,研究不同楞型立式瓦楞复合纸板的力学性能。方法制作A楞、AB楞、B楞等3种不同立式瓦楞复合纸板试样,进行静态压缩实验,得到其压缩应力-应变曲线;建立3种楞型的立式瓦楞复合纸板有限元模型,进行静力学分析,得到其压缩应力-应变曲线,并与实验结果进行对比分析。结果试验和有限元分析均显示立式瓦楞复合纸板的静态压缩过程与蜂窝纸板的静态压缩过程类似,包括弹性阶段、屈服阶段、平台阶段、密实化阶段,试验和有限元分析所得到的压缩应力-应变曲线相吻合。纸板的峰值应力和平台应力与楞型有关,且随着楞高的增大而减小。结论通过试验研究和有限元分析方法得到了不同楞型立式瓦楞复合纸板的静态压缩性能,对该新型材料的应用有重要参考价值。

复合结构罐顶安全性数值模拟及结构优化

传统玻璃钢储罐罐顶质量大,稳定性差。出于减重和增加罐顶稳定性的目的设计了含夹芯结构的新型纤维增强复合结构罐顶。由于复合结构罐顶受力复杂且缺少相关的设计和校核标准,因此以直径为11 m的立式储罐罐顶为例,采用ANSYS有限元分析方法,对根据HG/T 20696-2018标准设计的纤维增强复合结构罐顶进行安全性分析,根据安全系数求解罐顶设计的最小厚度和最小质量,并根据分析结果对罐顶进行结构优化。研究结果表明:HG/T 20696-2018标准无法适用于复合结构罐顶的设计;相比于该标准设计下的复合结构罐顶,加入加强筋前的罐顶厚度可再减少12%,质量再减少10%,而采用加强筋后,罐顶厚度可减少42%,罐顶质量可减少40%;加强筋下沿区域应力集中明显,为首要失效位置。所得结论可为纤维增强复合结构罐顶的设计和改进提供指导。

二十一世纪新兴材料——蜂窝复合纸板

在自然界,蜜蜂使用最少的蜂蜡构筑起稳定、奇妙的六角形蜂巢。受自然蜂巢的启迪,人类创造性地利用了这一优良结构,开发出各种各样的蜂窝复合夹芯板材。 蜂窝纸板属于蜂窝复合材料中的一种,它是一种由上下两层面纸、中间夹六边形的纸蜂窝芯、用胶粘接而成的轻质复合纸板。由于蜂窝复合纸板结构优良、耗费的材料省,一直受西方国家的广泛重视,特别是近年来世界范围内森林资源的匮乏,人们环境保护意识的增强,蜂窝纸板已在众多的发达国家得到广泛的应用。 蜂窝复合板的厚度可为10-25mm。

国内外以纸代木包装的实例

发达国家代木包装的发展实例美国早在上世纪50年代就拥有了组合式重型纸箱,并使用八角卡子垫与大方头自紧螺丝钉固定箱底与坐台(托盘)的专利。