蜂窝纸板动态缓冲性能测试 毕业设计

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1、本科生毕业设计（论文）（2011届）本科毕业设计（论文）资料题 目 名 称： 蜂窝纸板动态缓冲性能测试 学 院（部）： 包装与材料工程学院 专 业： 包装工程 学 生 姓 名： 班 级： 包工 学号 指导教师姓名： 职称 高工 职称 教授 最终评定成绩： 教务处目 录第一部分 过程管理资料一、2011届毕业设计（论文）课题任务书1二、本科毕业设计（论文）开题报告3三、本科毕业设计（论文）中期报告8四、毕业设计（论文）指导教师评阅表9五、毕业设计（论文）评阅教师评阅表10六、毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表11第二部分 毕业论文七、毕业论文12 2011届本科毕业设计（论文）资料第一部分 过

2、程管理资料2011届毕业论文课题任务书学院（系）： 包装与材料工程学院 专业： 包装工程 指导教师学生姓名课题名称蜂窝板减震机理分析及动态性能测试内容及任务内容：1. 市场调查蜂窝纸板的应用现状及减震机理及动态性能；2. 了解蜂窝纸板的特点，制造工艺及功能；3. 通过不同类型的蜂窝纸板性能及特点设计实验方案；4. 对各类不同高度的原纸进行相关性能试验；5. 对不同类型的纸板进行减震机理分析及动态性能试验；6. 通过实验结论，比较得出各种蜂窝纸板的减震机理及动态性能；7. 结合实验结论，制定出最佳的蜂窝纸板减震方案；任务：1. 根据所研究的内容，设计出相应实验方案；2. 对纸板进行不同方式减震试

3、验，如纵横向受压，不同厚度受压；4. 对试样进行预处理，并按国标进行弹性模量、泊松比、环压强度、测压强度等减震性能的测试；5. 整理、统计、分析实验数据，了解蜂窝纸板减震机理分析及动态性能特点；6. 充分了解蜂窝纸板的减震机理，优化夹层板的工作性能，确定最佳缓冲方案。拟达到的要求或技术指标1、 蜂窝纸板减震机理是什么？2、 蜂窝纸板动态性能测试的实验方法有哪些？3、 影响蜂窝纸板减震机理的因素是什么?4、 蜂窝纸板市场的主要应用和创新领域的应用。进度安排起止日期工作内容2010.6毕业设计选题2010.9.510.29生产实习；文献检索与阅读。2010.112010.12确定初步实验方案；熟悉

4、蜂窝纸板减震机理。2011.122011.1撰写开题报告；制作实验试样；完成初步试验。2011.3.14.1毕业实习2011.4.14.20确定正式实验方案；制作试样。2011.4.205.4实验及数据处理2011.5.45.18撰写毕业设计论文，并完成初稿。2011.5.185.25修改论文，定稿、打印、装订论文。2011.5.256.1论文送审，准备毕业答辩PPT。2011.6.16.7毕业答辩主要参考资料1 刘鸿文.材料力学M.北京：高等教育出版，2004-1-1 2 郭彦峰,许文才.包装测试技术M. 北京：化学工业出版社 2008.53 刘喜生.包装材料学M.长春：吉林大学出版社，19

5、97. 4 同济大学数学系.线性代数M.北京：高等教育出版，2007.5教研室意见签名：年 月 日院(系)主管领导意见签名：年 月 日本科毕业设计（论文）开题报告 （2011届）学 院、系： 包装与材料工程学院 专 业： 包装工程 学 生 姓 名： 班 级：包工072 学号 指导教师姓名： 职称 教授 职称 教授 2011年 1月1日本科生毕业设计（论文）题目：蜂窝板减震机理分析及动态性能测试1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写15002000字左右的文献综述。1.1、选题背景1988年因“天牛星虫”事件,美国、加拿大、欧盟等国家严禁我国出口未经过处理的木箱、木托盘包装，我国提出以蜂窝纸板

6、代替木质包装。蜂窝纸板是一种环保型纸质缓冲包装材料，具有结构新颖、质量轻、比刚度和比强度高等优点，可用于制作蜂窝纸板包装箱、托盘及缓冲衬垫。本文针对蜂窝纸板衬垫在缓冲包装应用中所涉及的冲击与振动隔离问题，对蜂窝纸板的静态缓冲特性、力学模型及本构关系、动态缓冲特性、振动传递特性进行了详细研究，并深入研究了蜂窝纸板衬垫缓冲包装设计问题，首次获得了蜂窝纸板在缓冲包装应用中所需要的基本数据，提出采用动态缓冲曲线族进行蜂窝纸板衬垫优化设计问题。当前，世界各国的包装业都在努力寻找解决包装物对环境的污染和资源的再生利用问题。蜂窝纸板，也称蜂窝夹层纸板，是一种重量轻、用料少、成本低、强度高、缓冲性能好、吸音隔

7、热、便于回收利用的绿色环保材料；近年来，由于包装领域大力提倡“以纸代塑，以纸代木”，使得这种绿色环保材料逐步成为一种新型的绿色包装材料，在包装领域的应用正逐步得以重视和发展。这是因为蜂窝纸板具有以下性能特点：1）板材平整度高 2）安装方便快捷 3) 板材重量轻、强度高 4) 可实现大块面的板材 5) 蜂窝状芯材有助于空间的保温效果 6) 丰富的颜色和表面处理可供选择 7) 高质量材质和先进加工工艺，确保蜂窝板经久耐用 蜂窝纸板虽有很多优点，但也有一些缺点：纯蜂窝纸芯复合板抗戳能力差，怕雨淋，防潮性差等，而且蜂窝纸板包装箱对于一些易碎的产品保护并不如瓦楞纸板。为此针对蜂窝板减震机理分析及动态性能

8、进行测试，为了更好的了解蜂窝纸板的性能与特点，并对其缺点进行改善与优化，使它能更好的服务于产品。1.2、国内外研究现状蜂窝纸板是近年来世界上兴起节省资源、有利环保、制作简单、缓冲性能好、成木低廉的绿色包装材料。由于其独特的仿蜂巢结构, 因而具有轻、强、刚、稳4大优点, 体现了一种全新的包装观念。用这种材料加工的包装箱体具有抗压、防振、防潮等突出的特点, 是易碎、怕压物品的理想包装。蜂窝纸板的加工技术日趋成熟, 我国已制订出蜂窝纸板的国家标准, 但由这种材料开发包装制品还存在一些技术问题, 主要表现在设计和加工制造等方面, 这也是市场上蜂窝纸板及其制品并没得到广泛应用的原因之一。在这就蜂窝纸板箱

9、运输包装系统设计中蜂窝板减震机理分析及动态性能进行分析和探讨。通过采取做实验方式得出蜂窝板的减震机理和动态性能，找到最佳的减震方法，即使用最少的材料达到最佳的减震效果。2.选题依据、主要研究内容、研究思路及方案。2.1、主要研究内容在这里针对蜂窝纸板的减震机理分析及动态性能测试，研究材料的减震机理与动态性能的分析因素。从而找到最佳的缓冲方案。2.1.1、蜂窝纸板减震分析2.1.1.1、蜂窝纸板结构因素它是把瓦楞原纸用胶粘结方法连接成无数个空心立体正六边形，形成一个整体的受力件纸芯，并在其两面粘合面纸而成的一种新型夹层结构的环保节能材料，事实和理论均证明，蜜蜂所建造的蜂巢的确采用了最少的蜂蜡，占

10、有最大的空间面积，而结构稳定性为最佳，所以选用六边形的结构具有很好的减震效果。2.1.2.1、蜂窝纸板缓冲性能测试蜂窝纸板作包装材料使用时，具有缓和冲击、保护产品的能力。材料的这种缓冲特征同其品质、密度、变形规律等一系列物理状态密切相关，一般将材料的应力与变形时的单位体积所吸收的能量E之比定义为缓冲系数C，记C=E。它是表征缓冲材料缓冲性能好坏的参数。2.1.2、影响蜂窝纸板动态性能的因素分析 2.1.2.1、影响蜂窝纸板强度的因素 蜂窝纸板失效的主要形式是压溃，其抗压强度直接与蜂窝纸板的侧压强度有关。影响蜂窝纸板中承受侧压载荷的主要因素有：蜂窝纸板的蜂窝孔内径、面纸与芯纸、厚度、粘接强度。一

11、般蜂窝纸板在受压过程中，随着蜂窝孔的内径变小，蜂窝纸板蜂窝密度增加。 2.1.2.2、蜂窝纸板的粘弹性能 蜂窝纸板作为一种缓冲包装材料，是包装物品在流通过程中受到外部的受到冲击和振动时，能吸收外力产生的能量，防止产品遭受破坏，要求其具有高度压缩和复原性。蜂窝纸板具有典型的高分子材料所具备的粘弹性，它是一种兼有某些粘性液体和弹性固体特性的材料。蜂窝纸板受到外力作用时，一方面分子链可以变形，另一方面会产生分子与分子之间链段的滑移。当外力除去后，变形的分子链要恢复原位，释放外力所做的功，这就是粘弹体的弹性。但分子链的滑移不能完全恢复原位，会产生一定的永久变形，这就是粘弹体的粘性。这一部分做的功变为热

12、量，耗散于周围环境中，使机械振动能转变为热能。 2.1.2.3、蜂窝纸板中的气体对性能的影响 在蜂窝纸板中，空气占有大部分的体积，它对蜂窝纸板的特性有着很大的影响。当蜂窝纸板受到外力作用变形时，蜂窝纸板随压力的增加开始弯曲变形，蜂窝内的气体的体积减少，气体对蜂窝壁的压力增加，增强蜂窝纸板抗压能力。但当蜂窝纸板受到一定的压力变形达到某一程度之后，由于蜂窝腔内气体的压力以及蜂窝芯纸本身强度的影响，腔内气体开始泄露，压力也不会一直增加。2.2、研究思路1）通过实验了解蜂窝纸板中的气体与缓冲性能关系，怎样才能达到最佳状态。2）通过实验了解蜂窝纸板中的蜂窝数与缓冲性能关系，怎样才能达到最佳比。3）通过实

13、验了解蜂窝纸板中的蜂窝板厚度与缓冲性能关系，怎样才能达到最佳比。2.3、设计方法与实施方案2.3.1、排气设计方法与实施方案针对蜂窝纸板内气体与缓冲性能关系进行设计，在这里主要采取2种方法:1） 开槽2） 打孔对以上两种方法进行测试，通过计算比较打多少孔，开多少槽，多大的槽能使蜂窝纸板对产品达到最佳保护。是打孔好还是开槽好，还是即打孔又开槽最优。 2.3.2、蜂窝数设计方法与实施方案改变不同的网孔进行涂胶，改变芯纸边长，从而改变单位面积的蜂窝数。2.3.3、蜂窝厚度设计方法与实施方案只要对黏贴好的芯纸改变宽度进行切割即可改变其厚度。然后对不同厚度都蜂窝纸板进行各种性能测试，找出最佳方案。3.工

14、作进度及具体安排。2011.3.14.1 毕业实习2011.4.14.20 确定正式实验方案；制作试样。2011.4.205.4 实验及数据处理2011.5.45.18 撰写毕业设计论文，并完成初稿。2011.5.185.25 修改论文，定稿、打印、装订论文。2011.5.256.1 论文送审，准备毕业答辩PPT。2011.6.16.7 毕业答辩参考文献1 刘鸿文.材料力学M.北京：高等教育出版，2004-1-1 2 郭彦峰,许文才.包装测试技术M. 北京：化学工业出版社 2008.53 刘喜生.包装材料学M.长春：吉林大学出版社，1997. 4 同济大学数学系.线性代数M.北京：高等教育出版

15、，2007.55 孙诚纸包装结构设计M中国轻工业出版社，20066 彭国勋物流运输包装设计M印刷工业出版社，20067 中国包装网4.指导教师意见。指导教师： 年 月 日说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计（论文）成绩考查的重要依据，经导师审查后签署意见生效。本科毕业设计（论文）中期报告 填表日期： 2011年 4 月 26 日学院（部）（公章）包装与材料工程学院班 级包工072学生姓名课题名称：蜂窝板减震机理分析及动态性能测试课题主要任务：1、 制作菱形蜂窝纸板和六边形纸板。2、 裁切菱形蜂窝纸板和六边

16、形蜂窝纸板。3、 用动态试验机进行跌落冲击实验。4、 得出实验数据，并进行分析与总结。1、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果1) 根据所查的相关文献，制定出的试验方案进行试样准备工作。2) 做出了部分所需要的蜂窝纸板，包括六边形的蜂窝纸板和菱形的蜂窝纸板。2、下一步的主要研究任务，具体设想与安排1) 利用动态试验机对试样进行跌落冲击实验。2) 对实验所得出的图象和数据进行分析和处理。3) 得出菱形蜂窝纸板、六边形蜂窝纸板在缓冲方面各自的优势以及各适用的领域。3、存在的具体问题1) 因裁切问题,试样规格存在误差。4、指导教师对该生前期研究工作的评价指导教师签名：日 期： 5、中期检查结

17、论系主任签名： 日 期：毕业设计（论文）指导教师评阅表学院（部）（公章）： 学生姓名学 号班 级包工072班专 业包装工程专业方向包装结构设计与制造指导教师姓 名课题名称蜂窝纸板动态缓冲性能测试评阅项目标准满分得分业务能力与水平有收集、综合和正确利用各种信息并获取新知识的能力。能应用所学的基础理论与专业知识，独立分析和解决实际问题，完成了任务书规定的任务，所得结论具有应用或参考价值，工作中有创新意识。30论文质量条理清晰，结构严谨；文笔流畅，语言通顺；方法正确，分析、论证充分；设计、计算正确，工艺可行，设计图纸质量高，标准使用规范；专业名词术语准确。30规 范 化技术材料齐全，论文撰写符合本科

18、毕业设计（论文）撰写规范的要求。20外语水平英文摘要写作水平高。10工作态度严肃认真，刻苦勤奋，善于与他人合作。10综合评价：是否同意参加答辩： 同意按期答辩 延期答辩 不同意答辩指导教师评定成绩分值：指导教师签字： 年 月 日毕业设计（论文）评阅教师评阅表学院（部）（公章）： 学生姓名学 号班 级072班专 业包装过程专业方向包装结构设计与制造课题名称蜂窝纸板动态缓冲性能测试评审项目指 标满分得分选 题体现专业内容；具有实际或理论意义；难易程度合适。10工 作 量完成任务书规定的内容，工作量饱满。 10业务能力与水平有收集、综合和正确利用各种信息并获取新知识的能力。能应用所学的基础理论与专业

19、知识，分析和解决实际问题，完成了任务书规定的任务，所得结论具有应用或参考价值，工作中有创新意识。30论文质量条理清晰，结构严谨；文笔流畅，语言通顺；方法正确，分析、论证充分；设计、计算正确，工艺可行，设计图纸质量高，标准使用规范；专业名词术语准确。30规 范 化技术材料齐全，论文撰写符合规范要求。10外语水平英文摘要写作水平高。10针对论文提问：1、2、3、评 分：是否同意参加答辩 同意按期答辩 延期答辩 不同意答辩评阅人签名： 年 月 日 毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表学院（部）（公章）： 学生姓名学号班 级072答辩日期课题名称蜂窝纸板动态缓冲性能测试指导教师成 绩 评 定分值评 定

20、教师1教师2教师3教师4教师5小计课题介绍思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。30答辩表现思维敏捷,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确、深入,知识面宽。70合 计100答 辩 评 分分值：答辩小组长签名：答辩成绩a： 40指导教师评分分值：指导教师评定成绩b： 30评阅教师评分分值：评阅教师评定成绩c： 30最终评定成绩： 分数： 等级：答辩委员会主任签名： 年 月 日说明：最终评定成绩a+b+c，三个成绩的百分比由各学院（部）自己确定。2011届本科毕业设计（论文）资料第二部分 毕业论文（2011届）本科毕

21、业设计（论文）蜂窝纸板动态缓冲性能测试设计学 院（部）： 包装与材料工程学院 专 业： 包装工程 学 生 姓 名： 班 级： 包工072 学号 指导教师姓名： 职称 高工 职称 教授 最终评定成绩 2011 年 5 月 本科毕业设计（论文）蜂窝纸板动态缓冲性能测试评估学 院（部）：包装与材料工程学院专 业：包装工程学 号：学生姓名：指导教师： 高工 教授 2011 年 5 月摘 要针对目前蜂窝纸板在包装领域利用率不高，这不仅因为蜂窝纸板怕雨淋，防潮性差等，而且蜂窝纸板包装箱对于一些易碎的产品保护并不如瓦楞纸板。蜂窝纸板本身强度极高，在其很小的变形区间内就能吸收很多能量，同时其做包装件所能承受的

22、冲击强度非常大，对于脆值较小的产品起不到缓冲作用。因此，提出了一种采用菱形蜂窝夹芯结构来制造纸箱的构想。为了便于与现有的蜂窝纸板进行性能比较，本文首先将蜂窝纸板视为一种等体积的均质材料。接着，又借鉴了蜂窝纸板的生产工艺，制定了菱形蜂窝纸板的生产工艺。并将其裁切成试样，对其进行动态缓冲性能测试，并将其试验结果与普通蜂窝纸板试验结果做比较。实验结果表明： 菱形蜂窝纸板与普通蜂窝纸板相比，是一种更为经济、环保的新型包装材料。在相同条件下，菱形蜂窝纸板的动态缓冲性能比普通蜂窝纸板的动态缓冲性能好，更加适合于一些对最大应力较低的易损产品。关键词：蜂窝纸板，菱形，动态缓冲，生产工艺 IABSTRACTCu

23、rrently the honeycomb paperboard utilization rate is low in the packaging field. That not only because of the honeycomb paperboard afraid of rain, moisture resistance is bad etc. but also corrugated board protection for some fragile products more than honeycomb paperboard boxes. The intensity of hon

24、eycomb cardboard is very high. A lot of energy could be absorbed in a small deformation and its withstand impact strength is very high when it as the package. It didnt have cushioning action for the product which has the small fragility.Therefore，this paper put forward to a new thinking of making pa

25、per box out of rhombic honeycomb. Honeycomb paperboard is considered as an isometric homogenous material in this paper for easy comparison of honeycomb paperboard properties. The results showed that compared with ordinary honeycomb board, rhombic honeycomb board is a kind of economical environment f

26、riendly and easy forming packaging material. Under the same conditions, rhombus honeycomb paperboard Cushioning more than General honeycomb, diamond-shaped honeycomb is more suitable for some of the most vulnerable products with lower stress.Keywords： honeycomb paperboard，rhombus，dynamic cushion，pro

27、duction process目 录第1章 绪论11.1选题的背景依据与提出11.1.1蜂窝纸板的提出11.1.2菱形蜂窝纸板的提出11.2国内外蜂窝纸板动态缓冲性能的研究现状21.3主要研究内容21.4 研究的目的与意义31.5 本章总结3第2章 蜂窝纸板的制备42.1普通蜂窝纸板成型工艺42.1.1制芯42.1.2芯纸上胶42.1.3芯纸拉伸52.1.4复合52.1.5压实52.1.6切条52.1.7拼接62.1.8加热干燥62.1.9分切62.2菱形蜂窝纸板的制备62.2.1淀粉胶的制备62.2.2菱形蜂窝纸板成型工艺72.3 本章总结8第3章 蜂窝纸板的动态缓冲特性93.1缓冲效率93

28、.2动态缓冲系数93.2.1动态C-m曲线103.3评价动态性能的方法103.4本章总结11第4章 实验及数据处理分析124.1 普通蜂窝纸板动态缓冲性能测试124.1.1 实验原理124.1.2实验准备与数据处理124.1.3 实验数据误差分析174.1.4 实验数据总结174.2 菱形蜂窝纸板动态缓冲性能测试184.2.1 实验原理184.2.2 实验准备与数据处理184.2.3 实验数据误差分析224.2.4 实验数据总结234.3 本章总结23结 论25参考文献26致 谢27III第1章 绪论1.1选题的背景依据与提出1.1.1蜂窝纸板的提出1988年因“天牛星虫”事件,美国、加拿大、

29、欧盟等国家严禁我国出口未经过处理的木箱、木托盘包装，我国提出以蜂窝纸板代替木质包装。蜂窝纸板，也称蜂窝夹层纸板，是一种重量轻、用、吸音料少、成本低、强度高、缓冲性能好隔热、便于回收利用的绿色环保材料；近年来，由于包装领域大力提倡“以纸代塑，以纸代木”，使得这种绿色环保材料逐步成为一种新型的绿色包装材料，在包装领域的应用正逐步得以重视和发展。这是因为蜂窝纸板具有以下性能特点：1）板材平整度高 2）安装方便快捷 3) 板材重量轻、强度高 4) 可实现大块面的板材 5) 蜂窝状芯材有助于空间的保温效果 6) 丰富的颜色和表面处理可供选择 7) 高质量材质和先进加工工艺，确保蜂窝板经久耐用。蜂窝纸板虽

30、有很多优点，但也有一些缺点：纯蜂窝纸芯复合板抗戳能力差，怕雨淋，防潮性差等，而且蜂窝纸板包装箱对于一些易碎的产品保护并不如瓦楞纸板。因此，本文针对蜂窝纸板在缓冲包装应用中所涉及的冲击问题，对蜂窝纸板芯纸边长与其动态缓冲特性之间的关系进行了详细研究，并采用动态缓冲曲线进一步分析蜂窝纸板优化设计问题。1.1.2菱形蜂窝纸板的提出针对于普通蜂窝纸板刚性过大，承载能力过剩，边压强度严重不足等问题，的教授提出了一种新型菱形蜂窝结构(图1.1)。与普通蜂窝纸芯相比，单个菱形纸芯蜂窝胞元的垂直受力侧壁数量由6个减少为4个（因宽度小，忽略胶棱壁的作用），一方面降低了芯纸高度方向的结构稳定性和纸板的平压强度，但

31、在满足承载能力的前提下，提高了纸板的缓冲性能，使纸板更易于进行压痕折叠；另一方面纸板中的菱形夹芯层非常类似建筑中常用的桁架梁结构，改善了纸芯网架的结构稳定性，增大了纸芯对边压强度的贡献率，提高了纸板纵横向的边压强度1。 菱形蜂窝纸板具有理想的正交各向同性特征。菱形蜂窝纸板作为一种新型的包装材料，其主要优势在于其优良的缓冲性能和易折叠性，即可作为一种新型的缓冲包装材料，也可用于制作蜂窝折叠纸箱，具有较好的市场应用前景2。 图1.1 菱形栅格夹芯结构1.2国内外蜂窝纸板动态缓冲性能的研究现状蜂窝纸板是近年来世界上兴起节省资源、有利环保、制作简单、缓冲性能好、成木低廉的绿色包装材料。由于其独特的仿蜂

32、巢结构, 因而具有轻、强、刚、稳4大优点, 体现了一种全新的包装观念。用这种材料加工的包装箱体具有抗压、防振、防潮等突出的特点, 是易碎、怕压物品的理想包装3。蜂窝纸板的加工技术日趋成熟, 我国已制订出蜂窝纸板的国家标准4, 但由这种材料开发包装制品还存在一些技术问题, 主要表现在设计和加工制造等方面, 这也是市场上蜂窝纸板及其制品并没得到广泛应用的原因之一。因此，就蜂窝纸板动态性能进行分析和探讨。通过采取做实验方式得出蜂窝板芯纸边长的动态性能，找到最佳的减震方法，即使用最少的材料达到最佳的减震效果。1.3主要研究内容本文主要研究内容为：1）研究菱形蜂窝纸板的成型工艺；2）菱形蜂窝纸板的跌落冲

33、击性能研究；3）普通蜂窝纸板的跌落冲击性能研究；4）将菱形蜂窝纸板、普通蜂窝纸板的跌落冲击性能进行比较，初步确定各类纸板动态缓冲的使用范围。1.4 研究的目的与意义由于蜂窝纸板存在的一些缺陷，使得大多数使用者仅仅把蜂窝纸板作为缓冲衬垫使用。然而，当我们深入的了解蜂窝纸板的性能与特性以后，继而发现蜂窝纸板不仅可以作为缓冲衬垫使用，而且可以作为蜂窝纸箱直接保护产品安全。本文主要针对的是对普通蜂窝纸板与菱形蜂窝纸板的动态缓冲性能实验研究，而动态缓冲实验主要研究的是产品在跌落冲击时的动态性能，包装材料的最大抗冲击能力。然而，为什么不研究蜂窝纸板的静态缓冲性能测试，主要是现在大多数包装件从生产再到消费者

34、手中，其中最易损伤到包装件的环节是运输装卸阶段，装卸作业分为人工和机械两种形式，装卸作业中，抛掷、堆垛倒塌、起吊脱落等都会对商品造成跌落冲击损坏。由此我们必须要充分的了解包装材料的动态缓冲性能，才能更好的选择不同规格的包装材料来保护产品。对于包装材料静态缓冲性能的研究，主要是针对产品在存储过程中的保护，远远比不上产品在运输过程中损坏的频繁。因此，我们选择研究蜂窝纸板的动态缓冲性能进行实验。1.5 本章总结蜂窝纸板作为一种新兴的包装材料，具有许多优点，在包装领域已经有一定的影响力，但由于蜂窝纸板的一些特点没能被充分利用，使得蜂窝纸板在包装领域仍然处在一个较低的利用范畴。根据国家标准包装材料缓冲动

35、态压缩实验的研究思路，对普通、菱形蜂窝纸板进行研究：分别对菱形蜂窝纸板、普通蜂窝纸板的跌落冲击性能进行测试；用不同的重锤对试样进行冲击，并测试纸板冲击后的最大加速度；从而计算出纸板的缓冲性能，并将测试结果进行比较，选出综合性能较好的菱形蜂窝纸板和普通蜂窝纸板，初步判断蜂窝纸板适用哪种易损产品的包装。第2章 蜂窝纸板的制备2.1普通蜂窝纸板成型工艺2.1.1制芯对于普通蜂窝纸板，它的制芯方法主要分为以下三种形式：1、缠绕式：将一层双面上胶且胶条错开的原纸与另一层原纸用缠绕方式复合起来形成纸芯块，再经切纸机切条，有八楞角式和线拐式。2、层叠式：先将原纸裁切成预定大小，然后错位涂胶一层一层叠到预定层

36、数后再裁切成预定厚度的芯纸。3、纸条对接式：将四层、六层原纸上胶复合后再切成横向条拼粘起来形成连续的纸芯5。2.1.2芯纸上胶一、上胶其工序分为：1、芯条粘结；2、芯条对接；3、纸板复合。二、上胶方法有两种：1、 喷胶：用喷胶机或胶泵将胶液以一定压力喷向施胶处的方法。2、 涂胶：利用胶辊将胶液传递给施胶面上的一种上胶方法。 三、涂胶方式分为三种：1、浸渍式：涂胶辊直接浸在胶液中。特点是结构简单。2、定量辊传递式，即利用定量辊将胶液传递给涂胶辊。特点是可调整涂胶量，结构复杂6。3、网纹辊式即利用凹坑网纹将胶液含住。特点是含胶多且不易甩胶。 四、涂胶形式有以下三种：1、纵向涂胶：利用涂胶辊环形沟槽

37、或喷胶头沿原纸行进方向涂间隔条形胶。特点是宜于高速，涂胶位置容易保证，纸板宽度受原纸幅宽限制。适用于缠绕式、层叠式、纸条对接式等制芯方式7。2、横向涂胶：利用涂胶辊的纵向沟槽或纵向网纹条在原纸上涂横向间隔条形胶。3、全幅面涂胶：有网纹式，光辊式。特点是全辊面挂胶，适用于纸板复合的面纸涂胶和楞上涂胶。无论哪一种上胶形式，都应采用定量上胶，胶量可调，这样才能易于保证质量和降低成本。 2.1.3芯纸拉伸1、限宽拉伸：利用宽度限制，将芯条拉开。特点是易于实现，横向受力不均匀，适用于单机作业。 2、差速拉伸：利用速度差，将芯条拉开。有牵引辊阻尼辊式；牵引辊阻尼板式和级差组合式8。3、差速和限宽相结合式：

38、适用于芯条需对接的生产线。 2.1.4复合纸芯与面纸复合 面纸涂胶：粘结易保证，用胶量大，不易干燥。 芯楞上涂胶：粘结不易控制，用胶量小，易干燥。 现在一般 认为楞上涂胶复合质量不易保证。2.1.5压实指纸张粘结时施加一定的压力的工艺，为使粘结效果好，一般都需压实。 需压实的工序有： 纸芯粘结； 芯条对接； 纸板复合9； 2.1.6切条切条就是多层粘结复合的纸张或纸芯块切成纸条或纸芯条的工艺。粘结成型的蜂窝纸芯，都要将纸张切成条，最终粘结成纸芯。切条有三种方法：1、切纸机切条：利用切纸机将纸芯块分切成条。特点是定位间断切削，切削力较大，切削厚度和切削效率受限制,应用在先形成纸芯块的制芯工艺。2

39、、圆刀分切：利用圆刀将纸张纵向分条.特点是运行中连续分切,应用在连续纸条制芯工艺。3、单冲刀切条：利用单冲切刀将纸张在刀砧上横向冲切分条。特点是快速冲切,应用在纸条对接式制芯工艺10。2.1.7拼接拼接指纸芯条对接和纸条拼粘的工艺。芯条对接是指利用挤压将纸芯条粘结连续起来，应用于需形成纸芯块的制芯工艺。纸条拼粘分为两种:1、横向纸条拼粘：利用挤压将纸条粘连接起来，应用于纸条对接式制芯工艺。2、纵向纸条拼粘：利用连续辊挤压将纵向连续纸条粘结起来，特点是纸条不间断，水平施压，应用于连续纸条式制芯工艺。拼接方式分为：1、人工拼接，2、半自动拼接，3、自动拼接 （芯条对接，纸条拼粘）11。2.1.8加

40、热干燥蜂窝纸板生产中粘结、水分的排放、纸芯的定型都需要加热。2.1.9分切纸板干燥后切除边料并把纸板裁成预定大小。2.2菱形蜂窝纸板的制备2.2.1淀粉胶的制备配制方法：1）用天平称取500g淀粉加入800ml水中搅拌；（其中注意称量前先对天平进行校准）2）用天平称取16g硼砂，用200ml水加热溶解后加入正在搅拌的淀粉溶液中并继续搅拌，约30分钟；（其中注意加热溶解的硼砂最好先冷却一段时间后在加入淀粉溶液中）3）用天平称取固体氢氧化钠40g，并用300ml水溶解，等淀粉和硼砂搅拌30分钟后，逐渐间歇的加入正在搅拌的混合溶液中； 加入氢氧化钠时须注意：在加入氢氧化钠约一半时，淀粉溶液会开始固化

41、，大约2/3时，用增力电动搅拌器将很难搅拌，就必须采取其他动力更大的仪器搅拌，直至能用增力电动搅拌器搅拌。制胶完成，约放置12小时就可以使用。2.2.2菱形蜂窝纸板成型工艺菱形蜂窝纸板的成型工艺如图2.1所示原纸裁切丝网框定位加压干燥芯条拉伸加热定型错位上胶芯纸裁切菱形蜂窝纸板面纸裁切压平压实面纸涂胶面纸与拉伸芯纸粘合干燥面纸表面喷涂水雾图2.1 菱形蜂窝纸板成型工艺流程1）原纸裁切：在裁切的过程，我们应该根据丝网框的大小来裁，尽量做到节约。2）丝网框定位：这一步很重要，不仅要进行上下的定位，左右我们也必须考虑，因为左右定位还影响错位上胶的准确率。3）错位上胶：错位上胶的错位的距离是根据实验需

42、要的芯纸边长大小来制定的，如需要孔长为20mm的芯纸，我们只需使上下错位20mm即可。4) 加压干燥：这一步有利于下一步的裁切，只有干燥的彻底均匀，下一步的裁切才能顺利进行。5）芯纸裁切：根据需要的厚度进行裁切即可。6）芯条拉伸与定型：根据纸芯孔径（菱形的边长）和芯纸层数可以确定拉伸长度,一般拉长150cm到180cm，用竹签固定两头，但其中必须注意加热的时候小心加热电阻烧到纸芯。7）面纸裁切：在裁切的过程，根据芯纸拉伸的长度进行裁切即可。8) 面纸表面喷涂水雾：其中注意的是，喷涂过程一定要快，且均匀，既不能使水分太多，同时也要保证水分不能过少。9）面纸涂胶：涂胶的过程同样必须保证快且均匀。1

43、0）面纸与芯纸粘合：在这过程中我们必须注意的是面纸在粘合的过程不能起皱，尽量减少气泡进入纸板当中。面纸的长度应大于等于芯纸的拉伸长度，以便使面纸完全覆盖纸芯。面纸裁切后须喷水处理，提高面纸含水量，防止发生不吸胶的情况。11）压平压实：覆盖好面纸后，用光滑的木板将面纸压实，注意用力要适中且均匀，防止压溃纸芯或戳破面纸,而且为了以后做实验时，能够尽量取到基本一致的试样。12）裁样：根据自己的实验需要进行实验裁样。于实验室没有切割机，而手工用小刀划切又无法保证其精确性，所以只能用电锯改装的切割台进行切割（如图2.2所示）。切割时灰尘较大，须带口罩或防护面罩。 图2.2切割台2.3 本章总结通过对普通

44、蜂窝纸板与菱形蜂窝纸板的制作与裁切，了解了蜂窝纸板的一些性能与其结构之间的联系，比如蜂窝纸板的面纸影响它的抗压强度，芯纸的厚度也影响其性能，加热干燥同时也影响纸板含水量，从而影响其性能。因此，在制作过程必须细心与有耐心，这样才能做出理想的蜂窝纸板。第3章 蜂窝纸板的动态缓冲特性为了防止产品在物流过程中受到跌落冲击等机械载荷作用引起的损坏，需要对产品进行缓冲保护，本文主要是从蜂窝纸板的动态缓冲性能方面进行研究，并找到不同冲击加速度下，缓冲效果最好的蜂窝纸板。缓冲包装的设计包含采用什么缓冲材料、结构尺寸如何确定、如何评价缓冲包装的合理性等一系列问题。而在这些问题中如何选择缓冲材料是关键，那么就必须

45、要了解相关材料的类型、缓冲性能等等。3.1缓冲效率研究材料力学性质的主要依据是他的应力应变曲线。常见的缓冲材料的力学特性都具有非线性极强的特征。如图1.2所示，压缩厚度为t的缓冲材料快的外力F与其压缩变形x之间，不是线性关系。曲线与横坐标所夹的面积对应缓冲材料的变形能12。xFt图3.1 缓冲材料的非线性变形曲线当缓冲材料受到冲击时，如果不考虑机械能损耗，全部冲击能都转化为缓冲材料的变形能。不同材料有不同的变形曲线，对冲击能的吸收也就不同。单位体积吸收冲击能愈大的缓冲材料，满足同样缓冲效果所需的材料就愈小。因此为了减少缓冲材料的用量，必须选用缓冲效率高的缓冲材料，并使变形能接近其极限值。3.2

46、动态缓冲系数当材料缓冲的变形速度高达3.4m/s时，缓冲材料阻尼将吸收一部分冲击能。因此，静态缓冲系数与实际情况有一定差异，需要采用动态实验方法来测定更符合实际情况的动态缓冲系数。动态缓冲系数采用图3.2所示缓冲材料冲击试验机进行测试。加速度传感器导轨试样记录仪冲击台图3.2缓冲材料冲击试验机3.2.1动态C-m曲线材料存在粘性内阻，加载速度越大，材料的内阻也越大，材料的变形则越小，材料就变得越硬。因此，材料的缓冲特性与加载速度有关。包装件落地后产品对衬垫的冲击就是加载，其加载速度远远大于静态试验，此时的缓冲材料阻尼的影响就不能忽略，阻尼将吸收一部分冲击能。因此用静态试验曲线作缓冲设计会产生很

47、大的误差，而需采用动态实验方法来测定更符合实际情况的动态缓冲系数C。在同重锤下冲击下，得出最大冲击加速度，以及通过测量和计算得出的m，就可以绘制出动态C-m曲线。3.3评价动态性能的方法首先，主要是根据国家标准进行动态缓冲实验，然后，通过类比一些近似实验方案进行修改，最后通过学术上的一些公式进行校准，看是否符合要求，如若偏差很远，分析数据是否存在误差，如若不是则通过数据找到最有说服力的结论，证明自己实验的可靠性与实验是否有意义。3.4本章总结通过对本章的学习，了解了蜂窝纸板动态缓冲特性的一些原理，从而找到研究蜂窝纸板动态缓冲性能的方法与评定方法，为接下来的实验做好实验前的准备，使本人充分了解了

48、接下来实验的具体步骤。第4章 实验及数据处理分析 4.1 普通蜂窝纸板动态缓冲性能测试4.1.1 实验原理用自由跌落的重锤对蜂窝纸板施加冲击载荷，计算加速度和静应力，确定蜂窝纸板的动态压缩性能。实验结果表现为蜂窝纸板的动态压缩特性曲线。4.1.2实验准备与数据处理正式实验前经过预处理实验，并把试样按照GB/T 1446-2005中4.4的规定在实验室标准环境条件下预处理时间不少于24h，标准环境条件为：温度：(23士2)C ；相对湿度：(50士10)% 13。试样面积采用100mm*100mm的标准，由于蜂窝纸板属于夹层纸板，其纸芯对其性能起到很大的影响，所以我们采用不同边长纸芯的纸板进行测验

49、，每种试样均做为5组。首先，选用纸板厚度为40mm，冲击高度为500mm，数据如下表4.1到表4.4。首先，选用质量为0.9kg的重锤做第一组普通蜂窝纸板动态缓冲实验，如下表4.1。表4.1普通蜂窝纸板的冲击加速度（1）（单位：g）芯纸边长12345平均数15160.12168.45167.13169.24168.14166.2520155.65152.35150.31152.24153.12152.4325155.54157.88160.72158.23159.64158.68从表中可初步的判断，对于普通蜂窝纸板，在纸板厚度相同，跌落高度相同，重锤质量相同的情况下，芯纸边长为20mm的普通蜂

50、窝纸板起到的缓冲性能相对较好一些，其次是芯纸边长25mm的普通蜂窝纸板，而芯纸边长为15mm的普通蜂窝纸板起到的缓冲性能最小。其次，选用质量为1.8798kg的重锤做第二组普通蜂窝纸板动态缓冲实验，如下表4.2。表4.2普通蜂窝纸板的冲击加速度（2）（单位：g）芯纸边长12345平均数15106.6398.5199.23103.78101.45 101.45101.212085.7775.1480.1979.2181.8480.722557.2956.453.7355.4658.1556.4从表中又可初步的判断，对于普通蜂窝纸板，在纸板厚度相同，跌落高度相同，重锤质量相同的情况下，芯纸边长为2

51、5mm的普通蜂窝纸板起到的缓冲效果相对较好一些，其次是芯纸边长20mm的普通蜂窝纸板，而芯纸边长为15mm的普通蜂窝纸板起到的缓冲性能最小。然后，选用质量为2.365kg的重锤做第三组普通蜂窝纸板动态缓冲实验，如下表4.3。表4.3普通蜂窝纸板的冲击加速度（3）（单位：g）芯纸边长12345平均数1578.2577.4981.9980.1183.3580.132085.5682.3383.2184.1282.4783.332558.1554.1562.2864.1364.5460.11从表中又可初步的判断，对于普通蜂窝纸板，在纸板厚度相同，跌落高度相同，重锤质量相同的情况下，芯纸边长为25mm

52、的普通蜂窝纸板起到的缓冲性能相对较好一些，其次是芯纸边长15mm的普通蜂窝纸板，而芯纸边长为20mm的普通蜂窝纸板起到的缓冲性能最小。最后，选用质量为3.3063kg的重锤做第四组普通蜂窝纸板动态缓冲实验，如下表4.4。表4.4普通蜂窝纸板的冲击加速度（4）（单位：g）芯纸边长12345平均数15141.73137.03147.21140.51141.32141.732089.1790.4491.6191.2594.1291.3125116.95123.69120.87119.31120.46120.69从表中又可初步的判断，对于普通蜂窝纸板，在纸板厚度相同，跌落高度相同，重锤质量相同的情况下，芯纸边长为20mm的普通蜂窝纸板起到的缓冲效果相对较好一些，其次是芯纸边长25mm的普通蜂窝纸板，而芯纸边长为15mm的普通蜂窝纸板起到的缓冲效果最小。为了更加清楚的表达普通蜂窝纸板的动态缓冲性能特性，针对于以上数据的处理，只取平均数作为公式数据，利用以下两种公式对数据进行转换13，并记录到表4.5表4.8.1）缓冲系数： （4.1）其中：C为材料的缓冲系数；T为材料厚度（mm）；H为跌落高度（mm）；G为冲击加速度（g） 2）最大应力： （4.2）其中：m为最大应力（kPa）；W为重锤质量（N）