相对湿度对蜂窝纸板振动传递率及其减振特性的影响研究

发布时间：2020-08-21 10:03

【摘要】：蜂窝纸板以其优异的力学性能和缓冲防振特性被广泛应用于产品运输包装,然而纸类材料具有很强的吸水性,导致蜂窝纸板在运输物流环境中易受湿度变化的影响,从而影响其减振性能。本文以相对湿度为重点并结合蜂窝结构参数、芯纸定量、静应力等因素分析了蜂窝纸板包装系统的固有频率和最大振动传递率规律,获得了包含相对湿度的蜂窝纸板包装系统的固有频率预测公式和最大振动传递率评估方程,并基于阻尼性能探究了不同湿度物流条件下蜂窝纸板的减振特性。本文主要研究工作包括:首先,实验分析了不同湿度条件下蜂窝纸板包装系统的振动传递特性,由实验结果归纳划分了蜂窝纸板包装系统的振动传递率—频率曲线,探究了相对湿度、蜂窝结构参数、芯纸定量及静应力对曲线放大区域的影响规律;其次,对比分析了不同相对湿度条件下蜂窝胞元边长、纸板厚度、芯纸定量及静应力对蜂窝纸板包装系统固有频率的影响,对已有的固有频率公式引入相对湿度参数,并推导出包含相对湿度的固有频率预测公式;最后,研究了蜂窝纸板包装系统的最大振动传递率规律,推算了包含相对湿度、胞元边长、纸板厚度和静应力参数的最大振动传递率评估方程,并用修正因子评估了对应于不同材料的振动传递率值,结果表明该方程可有效预测不同湿度条件下不同材料的蜂窝纸板包装系统的振动传递率;此外,计算分析了蜂窝纸板的振动阻尼性能,探究了其减振特性。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS206.4
【图文】：

中间的六边形蜂窝胞元由两个壁厚为 2t、边长为 l 的壁板和四个壁厚为 t、边长为 l 的壁面组成，如图2-1(b)，双层壁板的垂线和单层壁面之间的夹角为 ，其中胞壁厚度 t 由蜂窝芯纸的厚度决定，这取决于蜂窝芯纸的材料和定量。蜂窝纸板的生产过程大致分为：制芯、上胶、拉伸、复合、压实、切条、拼接、特殊处理、加热干燥及纵横切，其中拉伸力大小影响夹角大小，理想的夹角为 30°，胶条间距影响蜂窝芯胞元边长，胞元边长微小变化，纸板内胞元数目显著变化，对整个纸板的力学性能影响很大。(a) (b)图 2-1 蜂窝纸板结构图：(a)纸板结构图；(b)蜂窝胞元细观图Fig. 2-1 Schematic diagram of the honeycomb paperboard: (a) structure diagram of the honeycomb paperboard;(b) mesoscopic diagram of the honeycomb cell本实验中蜂窝纸板的尺寸为 200mm×200mm，芯层为原纸制成的不同胞元尺寸的正六边形蜂窝结构，胞元边长分别为 6、8、10mm，纸板厚度分别为 20、30、40mm，如图 2-2 所示。蜂窝面纸为定量 230g/m2的牛皮纸

(a) (b)图 2-2 蜂窝纸板试样：(a)胞元边长 6、8、10mm；(b)纸板厚度 20、30、40mmFig. 2-2 honeycomb paperboard simples: (a) cell length of honeycomb: 6, 8, and 10mm;(b) paperboard thickness: 20, 30, and 40mm表 2-1 蜂窝纸板试样参数Table 2-1 parameters of honeycomb paperboard samples编号面纸定量/(g/m2)芯纸定量/(g/m2)面纸厚度/mm胞壁厚度/mm芯纸固有弹性模量/MPa胞元边长/mm纸板厚度/mm0-l6-T20 230 110 0.28 0.17 2472.33 6 20 0-l8-T20 230 110 0.28 0.17 2472.33 8 20 0-l10-T20 230 110 0.28 0.17 2472.33 10 20 0-l10-T30 230 110 0.28 0.17 2472.33 10 30 0-l10-T40 230 110 0.28 0.17 2472.33 10 40 0-l10-T20 230 140 0.28 0.22 3122.50 10 20 0-l10-T30 230 140 0.28 0.22 3122.50 10 30 0-l10-T40 230 140 0.28 0.22 3122.50 10 40 试样预处理条件

-3 振动实验系统：1-夹具，2-蜂窝纸板，3-质量块，4-加速度传 experiment system: 1-fixture, 2-honeycomb paperboard, 3-block, 4/T 8169 “包装用缓冲材料振动传递特性试验方法”进为 5~500Hz，扫频速率 1oct/min，激励加速度 0.5g。设定静Pa，由不同重量的质量块组合加载，质量块上的响应加幅值的最大比为蜂窝纸板包装系统的最大振动传递率，板包装系统的固有频率。为尽量降低实验设备造成的误，质量块置于两个结构相同的蜂窝纸板之间，上面由静个角有可供螺杆穿过的通孔，方便用四个螺杆将压板与压板上下的螺纹导杆上各有一个紧固螺母，保证振动过会对实验结果造成影响；不同质量块通过沉头螺钉刚性不会发生滑移；同时尽量保证每次螺母拧紧的力度基本别在5种湿度条件（标准湿度 RH50%，低湿度RH60%，中 RH90%）下处理 24h 后，在 4 种不同静应力载荷 w1（3.1（5.88kPa）作用下进行振动传递特性测试。根据实验条

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本文编号：2799242