本文主要研究内容
作者高德（2019）在《新型钙塑瓦楞纸板承载机理与性能研究》一文中研究指出：我国是果蔬生产和消费大国,近年来果蔬总产量一直稳居世界首位。90%的果蔬总量均采用瓦楞纸箱包装,由于在运输过程中受到冲击、振动、跌落、摇摆、静压等影响,出现裂纹、挤扁、散失等破损现象,而果蔬渗漏出的汁液导致瓦楞纸板包装箱侵湿,加速了瓦楞纸箱的压溃速率,由上述原因导致的我国果蔬储运损失率高达25%～30%。针对目前果蔬及食品包装领域中普通瓦楞纸箱抗压强度低,防水、防湿、隔气、保温等功能差的现状,本文研究开发钙塑瓦楞芯新型材料,围绕构成钙塑瓦楞纸箱的基本元素,即钙塑片材,及钙塑瓦楞纸板的关键技术与装备研发等问题,结合实验、力学建模以及有限元仿真等方法,研究了钙塑瓦楞芯片材的生产配方及工艺,建立了片材的力学模型,创制了钙塑瓦楞纸板生产工艺及设备,并对所研制钙塑瓦楞纸板的平压性能、弯曲性能、边压性能和缓冲性能进行了力学分析及模型建立,结合有限元对钙塑瓦楞纸箱仿真技术进行了分析,主要研究结论如下:(1)研究了生产新型钙塑瓦楞纸板的关键技术与装备,研制出新型钙塑瓦楞纸板,为后续的新材料实验研究提供支撑。根据瓦楞纸板生产线对胶黏剂的要求,自制并优化了聚丙烯酸酯胶黏剂和水性聚氨酯胶黏剂的配方;根据不同温度和生产速度条件下的钙塑瓦楞纸板的平压强度,确定了生产工艺的最优参数为加热温度150℃,生产速度5.5m/min;对钙塑瓦楞纸板生产线关键部件瓦楞棍的齿形参数进行优化,建立压楞系数的数学模型,优化后的压楞系数较现有设备减小了 0.1801,降低了生产成本;同时对生产线的部分关键设备进行整体结构设计,如加热辊、烘干道、上胶机以及电控系统,旨在改善纸板与生产线的能力,缩减成本,为工艺设计和生产中的关键技术提供理论基础。(2)从钙塑片材的配方优化、挤出加工工艺优化、力学性能建模及分析等方面进行研究,制备满足性能且价格低廉的钙塑片材。通过正交试验对钙塑片材基材配比、改性剂以及偶联剂、相容剂的含量进行系统研究,综合考虑钙塑片材的拉伸强度、冲击强度等性能以及原料成本、制备工艺等因素,获得钙塑片材最优配方为:按钙塑片材原料重量比HDPE5000S:27wt%、HDPE8008:22wt%、CaCO3:49wt%、A-174 偶联剂:2wt%。以钙塑片材加工过程中的机筒温度、模头温度以及压延速率为主要影响因素,构建正交试验,测试影响钙塑片材力学性能主要指标拉伸强度及冲击强度,确定当机筒熔融温度为190℃,模口温度控制在240℃,压延辊速率为140r/min,钙塑片材综合力学性能最佳:通过对钙塑片材和牛皮纸主要性能对比研究及建模,得到钙塑片材的拉伸强度略大于牛皮纸的强度,钙塑材料有一个比较平稳的屈服阶段,而牛皮纸材料直接断裂,没有这个阶段。钙塑片材横向拉伸是纵向的1.6倍,呈现出材料各向异性;无论是横向和纵向环压强度,钙塑片材均高于牛皮纸,而且变形的规律与牛皮纸基本相似;由此得到,用钙塑片材完全可以替代牛皮纸作为瓦楞纸板的芯材,且强度大于牛皮纸。(3)通过对钙塑瓦楞纸板和三层、五层瓦楞纸板的静态平压、边压、弯曲以及动态缓冲四个方面对比实验,得到钙塑瓦楞纸板性能均高于普通瓦楞纸板,同时依据实验结果,建立了相应的模型。平压实验表明,钙塑瓦楞纸板线性段弹性模量显著高于三层和五层瓦楞纸板,分别达到二者的3.69倍和1.68倍,最大承载能力可分别比三层、五层纸板提高2.58倍和2.19倍,并建立了钙塑瓦楞纸板平压静态模型;边压实验表明,钙塑瓦楞纸板边压强度分别是三层和五层瓦楞纸板的1.34倍和1.05倍,并建立了钙塑瓦楞纸板边压静态模型;弯曲实验表明,钙塑瓦楞纸板垂直楞向抗弯能力分别是三层和五层瓦楞纸板的2.25倍和1.16倍,平行楞向抗弯能力分别是二者的1.26倍和1.07倍,并建立了钙塑瓦楞纸板弯曲模型。另一方面,钙塑瓦楞纸板不同方向的抗弯能力有较大差异,垂直楞向是平行楞向的3.16倍,体现出这种新型包装材料另一个方面的优秀承载能力。钙塑瓦楞纸板的动态应力-应变曲线与静态应力-应变曲线的相似程度较高,发现钙塑瓦楞纸板对应变率较敏感。在准静态与动态载荷下的弹性模量存在相位差,比较符合非线性粘弹塑性模型。依据静动态变形规律,建立了钙塑瓦楞纸板的动态压缩模型。(4)从材料的力学性能出发,基于正交各向异性本构理论,得到钙塑材料、纸材料各向异性本构关系及钙塑瓦楞纸箱的变形行为。基于材料正交各向异性本构关系,建立了钙塑瓦楞纸板结构的有限元模型,分析了此结构在均匀压缩下的变形模式及后屈曲力学行为,结合板壳理论分析了钙塑瓦楞纸箱在大变形下的力学行为并进行了有限元仿真,其宏观应力-应变曲线与对应的试验应力-应变曲线吻合较好,由此证明了钙塑瓦楞结构及瓦楞纸箱有限元模型的正确性。
Abstract
wo guo shi guo shu sheng chan he xiao fei da guo ,jin nian lai guo shu zong chan liang yi zhi wen ju shi jie shou wei 。90%de guo shu zong liang jun cai yong wa leng zhi xiang bao zhuang ,you yu zai yun shu guo cheng zhong shou dao chong ji 、zhen dong 、die la 、yao bai 、jing ya deng ying xiang ,chu xian lie wen 、ji bian 、san shi deng po sun xian xiang ,er guo shu shen lou chu de zhi ye dao zhi wa leng zhi ban bao zhuang xiang qin shi ,jia su le wa leng zhi xiang de ya hui su lv ,you shang shu yuan yin dao zhi de wo guo guo shu chu yun sun shi lv gao da 25%～30%。zhen dui mu qian guo shu ji shi pin bao zhuang ling yu zhong pu tong wa leng zhi xiang kang ya jiang du di ,fang shui 、fang shi 、ge qi 、bao wen deng gong neng cha de xian zhuang ,ben wen yan jiu kai fa gai su wa leng xin xin xing cai liao ,wei rao gou cheng gai su wa leng zhi xiang de ji ben yuan su ,ji gai su pian cai ,ji gai su wa leng zhi ban de guan jian ji shu yu zhuang bei yan fa deng wen ti ,jie ge shi yan 、li xue jian mo yi ji you xian yuan fang zhen deng fang fa ,yan jiu le gai su wa leng xin pian cai de sheng chan pei fang ji gong yi ,jian li le pian cai de li xue mo xing ,chuang zhi le gai su wa leng zhi ban sheng chan gong yi ji she bei ,bing dui suo yan zhi gai su wa leng zhi ban de ping ya xing neng 、wan qu xing neng 、bian ya xing neng he huan chong xing neng jin hang le li xue fen xi ji mo xing jian li ,jie ge you xian yuan dui gai su wa leng zhi xiang fang zhen ji shu jin hang le fen xi ,zhu yao yan jiu jie lun ru xia :(1)yan jiu le sheng chan xin xing gai su wa leng zhi ban de guan jian ji shu yu zhuang bei ,yan zhi chu xin xing gai su wa leng zhi ban ,wei hou xu de xin cai liao shi yan yan jiu di gong zhi cheng 。gen ju wa leng zhi ban sheng chan xian dui jiao nian ji de yao qiu ,zi zhi bing you hua le ju bing xi suan zhi jiao nian ji he shui xing ju an zhi jiao nian ji de pei fang ;gen ju bu tong wen du he sheng chan su du tiao jian xia de gai su wa leng zhi ban de ping ya jiang du ,que ding le sheng chan gong yi de zui you can shu wei jia re wen du 150℃,sheng chan su du 5.5m/min;dui gai su wa leng zhi ban sheng chan xian guan jian bu jian wa leng gun de chi xing can shu jin hang you hua ,jian li ya leng ji shu de shu xue mo xing ,you hua hou de ya leng ji shu jiao xian you she bei jian xiao le 0.1801,jiang di le sheng chan cheng ben ;tong shi dui sheng chan xian de bu fen guan jian she bei jin hang zheng ti jie gou she ji ,ru jia re gun 、hong gan dao 、shang jiao ji yi ji dian kong ji tong ,zhi zai gai shan zhi ban yu sheng chan xian de neng li ,su jian cheng ben ,wei gong yi she ji he sheng chan zhong de guan jian ji shu di gong li lun ji chu 。(2)cong gai su pian cai de pei fang you hua 、ji chu jia gong gong yi you hua 、li xue xing neng jian mo ji fen xi deng fang mian jin hang yan jiu ,zhi bei man zu xing neng ju jia ge di lian de gai su pian cai 。tong guo zheng jiao shi yan dui gai su pian cai ji cai pei bi 、gai xing ji yi ji ou lian ji 、xiang rong ji de han liang jin hang ji tong yan jiu ,zeng ge kao lv gai su pian cai de la shen jiang du 、chong ji jiang du deng xing neng yi ji yuan liao cheng ben 、zhi bei gong yi deng yin su ,huo de gai su pian cai zui you pei fang wei :an gai su pian cai yuan liao chong liang bi HDPE5000S:27wt%、HDPE8008:22wt%、CaCO3:49wt%、A-174 ou lian ji :2wt%。yi gai su pian cai jia gong guo cheng zhong de ji tong wen du 、mo tou wen du yi ji ya yan su lv wei zhu yao ying xiang yin su ,gou jian zheng jiao shi yan ,ce shi ying xiang gai su pian cai li xue xing neng zhu yao zhi biao la shen jiang du ji chong ji jiang du ,que ding dang ji tong rong rong wen du wei 190℃,mo kou wen du kong zhi zai 240℃,ya yan gun su lv wei 140r/min,gai su pian cai zeng ge li xue xing neng zui jia :tong guo dui gai su pian cai he niu pi zhi zhu yao xing neng dui bi yan jiu ji jian mo ,de dao gai su pian cai de la shen jiang du lve da yu niu pi zhi de jiang du ,gai su cai liao you yi ge bi jiao ping wen de qu fu jie duan ,er niu pi zhi cai liao zhi jie duan lie ,mei you zhe ge jie duan 。gai su pian cai heng xiang la shen shi zong xiang de 1.6bei ,cheng xian chu cai liao ge xiang yi xing ;mo lun shi heng xiang he zong xiang huan ya jiang du ,gai su pian cai jun gao yu niu pi zhi ,er ju bian xing de gui lv yu niu pi zhi ji ben xiang shi ;you ci de dao ,yong gai su pian cai wan quan ke yi ti dai niu pi zhi zuo wei wa leng zhi ban de xin cai ,ju jiang du da yu niu pi zhi 。(3)tong guo dui gai su wa leng zhi ban he san ceng 、wu ceng wa leng zhi ban de jing tai ping ya 、bian ya 、wan qu yi ji dong tai huan chong si ge fang mian dui bi shi yan ,de dao gai su wa leng zhi ban xing neng jun gao yu pu tong wa leng zhi ban ,tong shi yi ju shi yan jie guo ,jian li le xiang ying de mo xing 。ping ya shi yan biao ming ,gai su wa leng zhi ban xian xing duan dan xing mo liang xian zhe gao yu san ceng he wu ceng wa leng zhi ban ,fen bie da dao er zhe de 3.69bei he 1.68bei ,zui da cheng zai neng li ke fen bie bi san ceng 、wu ceng zhi ban di gao 2.58bei he 2.19bei ,bing jian li le gai su wa leng zhi ban ping ya jing tai mo xing ;bian ya shi yan biao ming ,gai su wa leng zhi ban bian ya jiang du fen bie shi san ceng he wu ceng wa leng zhi ban de 1.34bei he 1.05bei ,bing jian li le gai su wa leng zhi ban bian ya jing tai mo xing ;wan qu shi yan biao ming ,gai su wa leng zhi ban chui zhi leng xiang kang wan neng li fen bie shi san ceng he wu ceng wa leng zhi ban de 2.25bei he 1.16bei ,ping hang leng xiang kang wan neng li fen bie shi er zhe de 1.26bei he 1.07bei ,bing jian li le gai su wa leng zhi ban wan qu mo xing 。ling yi fang mian ,gai su wa leng zhi ban bu tong fang xiang de kang wan neng li you jiao da cha yi ,chui zhi leng xiang shi ping hang leng xiang de 3.16bei ,ti xian chu zhe chong xin xing bao zhuang cai liao ling yi ge fang mian de you xiu cheng zai neng li 。gai su wa leng zhi ban de dong tai ying li -ying bian qu xian yu jing tai ying li -ying bian qu xian de xiang shi cheng du jiao gao ,fa xian gai su wa leng zhi ban dui ying bian lv jiao min gan 。zai zhun jing tai yu dong tai zai he xia de dan xing mo liang cun zai xiang wei cha ,bi jiao fu ge fei xian xing nian dan su xing mo xing 。yi ju jing dong tai bian xing gui lv ,jian li le gai su wa leng zhi ban de dong tai ya su mo xing 。(4)cong cai liao de li xue xing neng chu fa ,ji yu zheng jiao ge xiang yi xing ben gou li lun ,de dao gai su cai liao 、zhi cai liao ge xiang yi xing ben gou guan ji ji gai su wa leng zhi xiang de bian xing hang wei 。ji yu cai liao zheng jiao ge xiang yi xing ben gou guan ji ,jian li le gai su wa leng zhi ban jie gou de you xian yuan mo xing ,fen xi le ci jie gou zai jun yun ya su xia de bian xing mo shi ji hou qu qu li xue hang wei ,jie ge ban ke li lun fen xi le gai su wa leng zhi xiang zai da bian xing xia de li xue hang wei bing jin hang le you xian yuan fang zhen ,ji hong guan ying li -ying bian qu xian yu dui ying de shi yan ying li -ying bian qu xian wen ge jiao hao ,you ci zheng ming le gai su wa leng jie gou ji wa leng zhi xiang you xian yuan mo xing de zheng que xing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自浙江大学的高德，发表于刊物浙江大学2019-04-12论文，是一篇关于钙塑片材论文,瓦楞纸板论文,钙塑瓦楞纸箱论文,平压性能论文,边压性能论文,环压强度论文,缓冲性能论文,有限元论文,浙江大学2019-04-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自浙江大学2019-04-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：钙塑片材论文; 瓦楞纸板论文; 钙塑瓦楞纸箱论文; 平压性能论文; 边压性能论文; 环压强度论文; 缓冲性能论文; 有限元论文; 浙江大学2019-04-12论文;