蜂窝纸板是一种新型绿色环保包装材料,具有重量轻、强度高、刚性大的特点,因而在建筑、包装等领域得到了广泛的应用。尽管国内外对蜂窝结构已经做了广泛的研究,但研究的对象主要是铝蜂窝,玻璃钢蜂窝等,而对于蜂窝纸板,其研究还是集中在其缓冲性能的试验研究上,对蜂窝纸板的本构关系研究较少,尤其对蜂窝原纸的力学性能和原纸对蜂窝纸板力学性能的影响研究较少,也未能从理论上很好地建立这类纸板力学性能的预测模型。蜂窝纸板是纸类包装材料,原纸质量好坏将直接影响到纸板的质量和力学特征,本文首先探讨了原纸的结构和性能,结合纸的应力—应变曲线建立了纸的力学模型;借鉴了前人对蜂窝纸板的理论研究成果,以Maxwell模型和Kelvin模型为基础,研究了蜂窝纸板的力学模型和其本构方程,该模型能够很好地解释蜂窝纸板的压缩变形规律和力学性质,并以此为基础分析了蜂窝纸板的缓冲机理。抗压强度是衡量蜂窝纸板力学性能的重要参数,以往学者所做的试验由于采用的试样面积都比较小,所含蜂窝的个数比较少,工艺对其力学性能影响比较显著。本试验采用的试样面积较大,并且规格多,减少了工艺因素的影响,为大物件包装提供了实际参数。通过试验得到了各种规格纸板抗压强度和弹性模量,为计算机模拟提供了准确的力学参数。蜂窝纸板的抗压强度主要是由蜂窝纸芯的抗压强度决定的,目前国内对蜂窝纸芯的计算机模拟分析较少,本文以试验和生产工艺实际参数为指导,利用有限元软件Marc2005从单个蜂窝纸芯的分析出发,采用静态线性屈曲和非线性屈曲分析方法,预测了单个蜂窝纸芯的屈曲载荷,随后用线性屈曲方法对多个蜂窝纸芯进行了分析;采用了各种可用单元进行了分析对比;最后模拟了蜂窝纸板受压后的力学行为。为以后的研究奠定了基础。本课题研究采用理论与试验相结合的方法。利用试验结果为计算机模拟提供基本力学参数,利用有限元分析软件建立蜂窝纸板模型,分析蜂窝纸板的力学行为,并与试验结果对比。结果表明,理论分析和试验结果基本相符。该方法不仅可以重复试验,同时减少大量的试验费用,可以更好地为生产和实践服务,具有指导和借鉴意义。