纸瓦楞管缓冲吸能特性的湿度影响分析

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纸瓦楞管是一种典型的管状吸能结构,广泛应用于物流运输包装行业,对提升产品的抗冲击能量和物流运输包装安全具有非常的重要作用。针对在物流运输与使用环境的中高湿度和轴向跌落冲击载荷综合条件,本文主要研究纸瓦楞管状结构在轴向跌落冲击动态压缩载荷作用下管状结构的压溃变形模式特征和缓冲吸能特性的湿度影响。首先,通过轴向跌落冲击动态压缩试验分析了由BC型瓦楞纸板制成的正四边形和正六边形纸瓦楞管在跌落冲击动态压缩载荷作用下的冲击加速度结果、应力结果的特征,进一步探讨了管方向对纸瓦楞管状结构的冲击力学性能的影响规律,同时归纳了纸瓦楞管状结构在轴向跌落冲击动态压缩载荷作用下的压溃变形模式。其次,结合纸瓦楞管的缓冲吸能特性评价参数的计算公式,得出不同截面形状纸瓦楞管状结构在不同跌落冲击条件,不同相对湿度条件下的总吸能、单位体积吸能、比吸能和比总体效率,并对比分析了不同的纸瓦楞管结构参数(管方向、管截而形状)、跌落冲击条件参数(冲击质量、冲击能量)对纸瓦楞管的压缩变形模式和缓冲吸能特性的影响规律。最后,通过对不同相对湿度条件下正四边形、正六边形纸瓦楞管的冲击响应结果、抗冲击特性、缓冲吸能特性以及管状结构的变形模式分别进行对比分析,得出纸瓦楞管状结构缓冲吸能特性的湿度影响规律:在正多边形纸瓦楞管的结构参数和跌落冲击参数相同的条件下,随着环境相对湿度的增加,纸瓦楞管的峰值加速度、峰值应力均有所下降,纸瓦楞管的缓冲吸能特性参数(总吸能、单位体积吸能、比吸能和比总体效率)均呈现上升趋势,缓冲能力增强;压缩力效率降低,抗冲击能力降低。同时还对纸瓦楞管的有限元仿真结果与试验结果进行了分析对比。
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