[发明专利]考虑温湿度效应的纸蜂窝夹层板力学性能预测方法

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温湿度效应的纸蜂窝夹层板力学性能预测方法。

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。

但是，目前纸蜂窝夹层板在使用过程中存在以下问题：一是如何选择纸蜂窝夹层板的材质和结构尺寸无据可依；二是纸蜂窝夹层板在物流过程中随着温湿度的变化，其力学性能变化非常大，由于在包装设计时无法预知纸蜂窝夹层板在不同的温湿度情况下的力学性能而无法实现包装的优化设计，致使目前纸蜂窝夹层板运输包装的物流货损严重。

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温湿度效应的纸蜂窝夹层板力学性能预测方法。

本发明提供了一种考虑温湿度效应的纸蜂窝夹层板力学性能预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、        通过检测得到纸蜂窝夹层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的关系式计算得到纸蜂窝夹层板的含水率m；

B、        通过检测得到纸蜂窝夹层板在标况下的弹性模量E_s⁰，蜂窝胞壁的厚度t，蜂窝胞壁的边长l，纸蜂窝夹层板的平台应力与含水率m的关系式如下，

      根据纸蜂窝夹层板的平台应力与含水率m的关系式计算得到纸蜂窝夹层板的平台应力，其中，e是常数，e=2.71828，t/l为纸蜂窝夹层板的厚跨比。

本发明的有益效果是：通过上述方案，无需大量的试验，就可以评估纸蜂窝夹层板在不同温湿度环境下的平台应力，大大方便了纸蜂窝材料的缓冲优化设计，也使得纸蜂窝夹层板的材质和结构尺寸的选择有了依据。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。

一种考虑温湿度效应的纸蜂窝夹层板力学性能预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、        通过检测得到纸蜂窝夹层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的关系式计算得到纸蜂窝夹层板的含水率m；

B、        通过检测得到蜂窝原纸在标况下的弹性模量E_s⁰，蜂窝胞壁的厚度t，蜂窝胞壁的边长l，纸蜂窝夹层板的平台应力与含水率m的关系式如下，

      根据纸蜂窝夹层板的平台应力与含水率m的关系式计算得到纸蜂窝夹层板的平台应力，其中，e是常数，e=2.71828，t/l为纸蜂窝夹层板的厚跨比，为纸蜂窝夹层板在静态压缩下的平台应力， / E_s⁰为用原纸弹性模量标准化后的平台应力。

示例如下：通过检测得到纸蜂窝夹层板的基本参数如下：厚度为 20mm ，纸蜂窝夹层板的胞壁厚度t为0.2mm，纸蜂窝夹层板的胞壁边长l为 6mm ，纸蜂窝夹层板的弹性模量E_s⁰为0.5GPa ，纸蜂窝夹层板（即被包装物）在物流过程中所经历的温湿度条件为，环境温度T为5℃，环境相对湿度RH为90RH，如果选用纸蜂窝夹层板作为缓冲内衬材料，考虑纸蜂窝夹层板的温湿度效应，计算环境温度T为5℃，环境相对湿度RH为90RH的条件下的平台应力：

（1）     将环境温度T为5℃，环境相对湿度RH为90RH代入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，