[发明专利]考虑应变率和含水率效应的蜂窝纸板包装优化设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及借助于测定材料的物理性质来测试或分析材料的一般系统，尤其涉及借助于测定材料的物理性质来测试或分析材料的一般系统中的一种考虑应变率和含水率效应的蜂窝纸板包装优化设计方法。

背景技术

20世纪末21世纪初，在包装业界有一个比较热门的关键词——纸蜂窝。从它被发明到开始广泛应用，历经了半个世纪的发展过程。随着人类环保意识日益觉醒，地球可持续发展需求的日趋迫切，纸蜂窝制品也因其本身的环保特性而逐渐受到厂商亲睐。

纸蜂窝因仿生于蜜蜂的居住巢穴而得名。连续的六边形结构使蜂巢稳固而坚实，具有高平压强度、轻质量等特征。相应的，蜂窝仿生结构具有缓冲、减震、隔热、隔音等特性，被广泛用于人类生活、科技的各个方面，如缓冲包装、货运容器、航空航天、建筑隔墙、装饰隔间、办公桌椅等等。

纸蜂窝材料是一种对流通环境敏感的材料，纸蜂窝材料的结构繁多，纸蜂窝材料在实际包装防护中遇到的环境温湿度条件和碰撞情况各异，如何考虑环境温湿度对纸蜂窝材料含水率的影响以及纸蜂窝材料含水率对其缓冲吸能特性的影响、压缩应变率对纸蜂窝材料的缓冲能量吸收特性的影响，优化设计纸蜂窝材料结构、优化选材是当前纸蜂窝包装设计的一个难点。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种考虑应变率和含水率效应的蜂窝纸板包装优化设计方法。

本发明提供了一种考虑应变率和含水率效应的蜂窝纸板包装优化设计方法，包括以下步骤：

A、        通过检测得到蜂窝纸板在物流过程中所需经历的环境温度T，环境相对湿度RH，纸蜂窝夹层板的含水率m与环境温度T、环境相对湿度RH的关系式如下，

根据蜂窝纸板的含水率m与环境温度T、环境相对湿度RH的关系式计算得到蜂窝纸板的含水率m；

B、        通过检测得到蜂窝纸板的蜂窝胞壁的厚度t，蜂窝胞壁的边长l，标准化蜂窝纸板单位体积内吸收的能量值的表达式为，

根据标准化蜂窝纸板单位体积内吸收的能量值的表达式计算得到标准化蜂窝纸板单位体积内吸收的能量值，其中，W为蜂窝纸板单位体积内吸收的能量值；为标准化蜂窝纸板单位体积内吸收的能量值，E_s⁰为蜂窝原纸在标况下的弹性模量，e是常数，e=2.71828，t/l为蜂窝纸板的厚跨比， 为蜂窝纸板的压缩应变率，B，q为不同厚跨比的蜂窝纸板所对应的参数。

作为本发明的进一步改进，根据步骤B中的标准化蜂窝纸板单位体积内吸收的能量值的表达式绘制不同厚跨比的三维能量吸收图。

本发明的有益效果是：通过上述方案，可以基于压缩应变率和含水率来评估蜂窝纸板的能量吸收，有利于对蜂窝纸板进行优化设计。

附图说明

图1是本发明一种考虑应变率和含水率效应的蜂窝纸板包装优化设计方法的三维能量吸收图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

一种考虑应变率和含水率效应的蜂窝纸板包装优化设计方法，包括以下步骤：

A、        通过检测得到蜂窝纸板在物流过程中所需经历的环境温度T，环境相对湿度RH，纸蜂窝夹层板的含水率m与环境温度T、环境相对湿度RH的关系式如下，

根据蜂窝纸板的含水率m与环境温度T、环境相对湿度RH的关系式计算得到蜂窝纸板的含水率m；

B、        通过检测得到蜂窝纸板的蜂窝胞壁的厚度t，蜂窝胞壁的边长l，标准化蜂窝纸板单位体积内吸收的能量值的表达式为，

根据标准化蜂窝纸板单位体积内吸收的能量值的表达式计算得到标准化蜂窝纸板单位体积内吸收的能量值，其中，W为蜂窝纸板单位体积内吸收的能量值；为标准化蜂窝纸板单位体积内吸收的能量值，E_s⁰为蜂窝原纸在标况下的弹性模量，e是常数，e=2.71828，t/l为蜂窝纸板的厚跨比， 为蜂窝纸板的压缩应变率，B，q为不同厚跨比的蜂窝纸板所对应的参数。

根据步骤B中的标准化蜂窝纸板单位体积内吸收的能量值的表达式绘制不同厚跨比的三维能量吸收图，例如，根据试验可以获得三种厚跨比的蜂窝纸板的B和q，

q = 0.5125