[发明专利]蜂窝纸板能量吸收图及其在蜂窝纸板生产中的应用

权利要求书

1.一种运用蜂窝纸板能量吸收图进行蜂窝纸板结构优化选择的方法，其特征在于，采用以下方法绘制蜂窝纸板能量吸收图：

通过检测仪检测蜂窝原纸的固体模量；根据静态压缩应力曲线得到蜂窝纸芯的静态压缩吸能量，并用所述固体模量对所述蜂窝纸芯的吸能量进行标准化，得到标准化单位体积吸能量和标准化应力之间的关系曲线，即能量吸收曲线；在低应变率下，将静态压缩所得到的蜂窝纸板的厚度和跨度的比值所对应的能量吸收曲线的肩点连接起来，得到呈近似线性的能量吸收曲线；在高应变率下，根据动态压缩曲线经多项式拟合得到动态压缩最大加速度静应力曲线；在动态压缩下，将蜂窝纸板的厚度和跨度的比值所对应的能量吸收曲线的肩点连接起来，形成呈近似线性的能量吸收曲线；将上述不同应变率下的能量吸收曲线进行汇总，得到用于检测纸质蜂窝板芯性能的能量吸收图；

所述运用蜂窝纸板能量吸收图进行蜂窝纸板结构优化选择的方法包括步骤：

A1：在所述蜂窝纸板能量吸收图中找到对应的峰应力值σ_p/E_s，并在所述蜂窝纸板能量吸收图中画出对应的应力线；

A2：选择一个适宜的蜂窝纸板厚度T₁，用它从冲击速度v，根据公式 估算出近似应变率 ；

A3：用插值法在应变率的平行线族里找到应变率为 的直线，该线与所述A1步中所画的应力线相交，由交叉点确定log(W/E_s)的对应值，且由蜂窝原纸的固体模量E_s计算出单位体积的吸能量W；

A4：用所述A3步中得到的W值，已知的吸收能量U以及被包装物与蜂窝纸板的接触面积A，计算出新的蜂窝纸板的厚度T₂；

A5：用所述A4步中的所述T₂值按照所述A2步中的方法计算新的应变率 ，再按所述A3步中的方法确定新的log(W/E_s)、W，再按所述A4步中 的方法得到新的T₃；

A6：重复上述步骤，直到所计算的蜂窝纸板的厚度T收敛于某个值，该值即为蜂窝纸板的最佳厚度，再根据最终应变率与应力线的交叉点的位置，根据所述能量吸收图上的纸蜂窝胞壁厚跨比平行线族找到最佳的纸蜂窝胞壁厚跨比，所得到的所述蜂窝纸板的最佳厚度和最佳的纸蜂窝胞壁厚跨比即为所述蜂窝纸板的优化结构。

2.一种运用蜂窝纸板能量吸收图进行蜂窝原纸选择的方法，特征在于：采用以下方法绘制蜂窝纸板能量吸收图：

通过检测仪检测蜂窝原纸的固体模量；根据静态压缩应力曲线得到蜂窝纸芯的静态压缩吸能量，并用所述固体模量对所述蜂窝纸芯的吸能量进行标准化，得到标准化单位体积吸能量和标准化应力之间的关系曲线，即能量吸收曲线；在低应变率下，将静态压缩所得到的蜂窝纸板的厚度和跨度的比值所对应的能量吸收曲线的肩点连接起来，得到呈近似线性的能量吸收曲线；在高应变率下，根据动态压缩曲线经多项式拟合得到动态压缩最大加速度静应力曲线；在动态压缩下，将蜂窝纸板的厚度和跨度的比值所对应的能量吸收曲线的肩点连接起来，形成呈近似线性的能量吸收曲线；将上述不同应变率下的能量吸收曲线进行汇总，得到用于检测纸质蜂窝板芯性能的能量吸收图；

所述运用蜂窝纸板能量吸收图进行蜂窝原纸选择的方法包括步骤：

B1：根据被包装物的跌落高度H，得到所述被包装物的冲击速度v和所述被包装物吸收的冲击能量U＝mv²/2，由蜂窝纸板与被包装物之间的接触面积A和蜂窝纸板的厚度T，得到所述蜂窝纸板的体积V，并由此得到所述蜂窝纸板每单位体积吸收的能量W＝U/V；因为所述被包装物的脆值a为已知，则所述被包装物的最大许用包装力F＝ma和最大许用峰应力σ_p＝F/A；

B2：选择蜂窝原纸固体模量的一个适宜值E_s，在已知的所述蜂窝纸板能量吸收图中绘出与W/E_s和σ_p/E_s的数值相对应的直线，两直线相交于点A；

B3：过所述A点画一条斜率为1的直线，沿该线移动，保持W和σ_p的值不变，而仅使E_s改变； 

B4：根据式 计算应变率，在该应变率下选择所述B3步中的直线与该应变率下的能量吸收线的交叉点，得点B；

B5：在所述蜂窝纸板能量吸收图中读出所述B点对应的W/E_s和σ_p/E_s值，根据所述B1步中W和σ_p的值计算出蜂窝原纸的弹性模量E_s，根据所述B点所对应的纸蜂窝胞壁厚跨比平行线族，用插值法确定B点的最佳厚跨比。