CONTRIBUTION TO THE MODELLING OF TH

CONTRIBUTION TO THE MODELLING OF THE CORRUGATED
CARDBOARD BEHAVIOUR
S. Allaoui*
, Z. Aboura** and M.L. Benzeggagh**
* Institut PRISME/LMSP, UPRES E.A. 4229, Université d’Orléans, Polytech’Orléans, 8 rue Leonard de
Vinci 45072 Orléans Cedex2, France.
Mel : [e-mail] .fax : [phone]
** LRM, UMR6253, UTC, Centre de Recherche Royallieu B.P 20529 F- 60205 Compiègne Cedex,
France
ABSTRACT
The current paper summarizes studies undertaken on the corrugated cardboard. In these studies, a new
approach considering the corrugated cardboard as an orthotropic material is developed. This approach
permits after homogenization to simplify the numerical calculations and then use a 2D meshing of the
corrugated cardboard, instead of a 3D meshing. This will makes it possible to obtain less heavy and less
expensive numerical dimensioning studies. The first stage of the studies was a determination of the
behaviours of the sandwich and its constituents, which passes by the definition of experimental protocols.
Thereafter, an analytical model was proposed and permits to predict the homogenized behaviour of the
corrugated cardboard. Finally a tool of decision-making aid was proposed.
1. INTRODUCTION
Corrugated cardboard pertaining to papers family is one of the most used
packing currently. This success is due to the various virtues of this material: good
protection of the product, low cost and can be recycled as well as biodegradable.
Biodegradable product are more and more demanding as being a major concern again
the protection of the environment and hence respect a durable development. In addition,
the new European provisions concerning environmental protection impose a reduction
of weight as well as quotas of recyclability of various packing materials. Actually, to
optimize the packing (cases), the manufacturer proceed with their knowledge. They
carried out mechanical tests on the final product. This causes a raw materials loss, and
requires a considerable investment in human and materials means. The possibility of
acting upstream is desirable and would make it possible to develop a rigorous and
cheaper method. This demarche needs a tool of decision-making aid using simple
model.
The corrugated cardboard is an orthotropic sandwich with the surface plies
(facing) providing bending stiffness, separated by a lightweight bending core (fluting)
that provides shear stiffness. Two main directions characterise this material. The first
noted MD (machine direction) corresponds to the direction of manufacturing of the
material. It coincides with the “x” axis (Figure 1). The second noted CD (cross
direction) corresponds to the transverse direction and coincides with the “y” axis. To
refer to the out-of-plane direction (through-thickness), a third direction ZD is
introduced as depicted by figure 1. It is generally composed by three paperboard
constituents: upper layer, lower layer and fluting. We observe the same directions for
the paperboard, where the machine direction corresponds to the feel orientation of the
cellulose fibres. This privileged orientation is due to the continuous nature of the
material process.
The Approach used in different studies, consider the corrugated cardboard as
structure. These studies used norms relative to the composite or metallic sandwich
Homogenisation of the
structure
Homogeneous
material
Corrugated cardboard
sandwich structure
structure to apprehend mechanical behaviour of the corrugated cardboard. The main
tests are three or four points bending (ASTM C393-62), as well as shear tests (ASTM
C273-61). Norstrand et al. [1] have evaluated the transverse shear stiffness of
corrugated cardboard by ASTM block shear test and by three-point bending test.
Nevertheless, this approach does not allow determining the stiffness matrix of such a
material and makes therefore its homogenization for a finite elements calculation
impossible. It is obvious that the possibility exists always to mesh the structure
completely (skins and core) [2–4] leading to an extremely expensive process.
Figure 1: Cardboard panel geometry
In this study, another alternative being well developed consists to replacing the
corrugated cardboard by an equivalent orthotropic layer [5]. This approach will permit
after homogenization to simplify the numerical calculations and then use a 2D meshing
of the corrugated cardboard (figure 2), instead of a 3D meshing extensively used in the
literature. This will makes it possible to obtain less heavy and less expensive numerical
dimensioning studies of cases for example.
Figure 2: Homogenization approach
This approach is articulating around two points:
• The first point is to dedicate the different experimental protocols finalized for the sake
of determination the mechanical behaviour of the constituents (skins and core) as well
as those of the corrugated cardboard. The main difficulty resides in the experimental
precautions in order to identify the necessary parameters in the absence of the preworkbenches
protocols.
• The second point is dedicate to the analytical modelling. Thus, by using the
mechanical properties and geometrical parameters of the constituents (step of fluting,
thickness of skins and core), this model should be able to predict the homogenized
behaviour of the corrugated cardboard.
A comparison between the experimental observations, analytic model and finite
elements prediction allows judging the performances of the proposed model.
Lower layer
z
y
CD
MD
x
Step
Thin
hc
Flute
Upper layer ZD
4
3
2
1
0
Stress (MPa)
30x10-3
0 5 10 15 20 25
Strain
Machine Direction
Cross Direction
(a):Tensile test
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
load (N)
0 1 2 3 4 5
Displacement (mm)
Elastic phase
Fluting falls
failure
(b): Shear test in MD
2. EXPERIMENTAL TESTS
The first part of the study stuck to the establishment of specific experimental
procedures tests that considering the corrugated cardboard like a material and not a
structure. They are extending to the case of the paperboard in order to obtain their
behaviour, which will be used in the modelling method. These procedures are inspired
by the norms relative to the composite and metallic sandwich structure [5]. One of the
significant points in these procedures is the rigidification of the specimen heads by
injecting a polyester resin between fluting and cardboard skins to fill the existing
emptiness or by impregnating the extremities in the resin for the paperboard specimens.
Indeed, this permit to avoid the bruising of the specimen heads at the griping time and
thus the use of work-holding device. In the other hand, the instrumentation required a
particular attention because the material becomes sensitive to any handling during the
mechanical tests. Several means were used and the optical method using marks tracking
technique was validated because it is the most adapted for tests at different atmospheric
conditions [6].
After having established the various protocols, mechanical tests were carried out
on corrugated cardboard and the paperboard. Initially tensile, twisting, shear and three
point bending tests were carried out in order to determine the elastic and failure
parameters of the paperboard and the sandwich. Figure 3 represents some examples of
the corrugated cardboard behaviour under uni-axial solicitations. Generally, we have
noted that the behaviour in the cross direction and the machine direction are different.
For each material and in each direction, we have determined the mechanical parameters
but also the chronology of these behaviours.
Figure 3: Examples of the corrugated cardboard under uni-axial solicitations
In the case of the tensile test, table 1 illustrates elastic and failure properties
obtained. We note that these mechanical parameters are twice more significant in the
machine direction than in the cross direction, which correspond to the celluloses fibres
orientation and the flute one. Concerning the corrugated cardboard, it appears that the
load failure, in MD, is equal to the sum of the maximum failure loadings of the two
main layers. On the other hand, in CD, it is equal to the sum of those of the three
constituent’s failures loads (layers and flute). This illustrates the principal teaching of
the different tests, where the corrugated cardboard behaviour is governed by the layers
in the machine direction and by all the constituents in the cross direction.
Material
Direction Corrugated cardboard Upper layer Lower layer Flute
Young Moduli (MPa)
MD 644.45 4322.20 4433.48 5106.67
CD 433.10 2048.27 2032.91 1962.35
Load (N)
MD 285.35 134.83 146.81 123.75
CD 185.79 60.71 61.87 43.58
Table 1: elastic and failure parameters of the corrugated cardboard and its constituents
As we can see on the Characteristic stress–strain curves (figure 3a), mechanical
behaviour of the corrugated cardboard (in the two in-plane directions) is composed by
linear part followed-up by non-linear part. We note that the same behaviour phases
were found in the case of the paperboard. The non-linearity is accentuated in the cross
direction. This phenomenon depends on the cellulose fibres, the hydrogen bonds and
the rate of the moisture content. This more marked non-linearity in the cross direction
can be due to the fact that the paperboard mechanical behaviour, therefore the sandwich
one, are more governed by hydrogen bonds that are more requested in CD than the
cellulose fibres.
To highlight this viscous behaviour, uni-axial tensile tests at different strain rate
(ε& going from 6 x 10-5 s
-1 to 12 x 10-3 s
-1) and other with strain recoveries were carried
out. These tests make us able to identify that the elastic and failure parameters evolve
more in CD with the strain rate solicitation [7]. This evolution is more significant in the
case of the layers which have a more significant coating. This coating, constituted by a
polymer material, is a surface treatment used to improve the printing quality but also to
have a better s

Kết quả (Việt) 1:

ĐÓNG GÓP CHO MÔ HÌNH CỦA CÁC TÔNG SÓNGCÁC TÔNG HÀNH VIS. Allaoui *, Z. Aboura ** và ml Benzeggagh *** Institut PRISME/LMSP, UPRES E.A. 4229, Université d 'Orléans, Polytech' Orléans, 8 rue Leonard deVinci 45072 Orléans Cedex2, Pháp.Mel: [e-mail] .fax: [phone]** LRM, UMR6253, UTC, Centre de Recherche Royallieu B.P 20529 F - 60205 Compiègne Cedex,PhápTÓM TẮTHiện tại giấy tóm tắt nghiên cứu thực hiện trên tông. Trong các nghiên cứu, một mớicách tiếp cận xem xét các tông sóng như một vật liệu orthotropic được phát triển. Cách tiếp cận nàycho phép sau khi homogenization để đơn giản hóa các tính toán số và sau đó sử dụng một chia lưới 2D của cácCác tông sóng, thay vì một chia lưới 3D. Điều này sẽ làm cho nó có thể để có được ít nặng và ítđắt tiền số dimensioning nghiên cứu. Giai đoạn đầu tiên của các nghiên cứu là một cách xác định cáchành vi của bánh mì và các thành phần, đi theo định nghĩa của thử nghiệm giao thức.Sau đó, một mô hình phân tích đã được đề xuất và cho phép để dự đoán hành vi homogenized của cácGiấy gợn sóng. Cuối cùng một công cụ quyết định viện trợ đã được đề xuất.1. GIỚI THIỆUGợn sóng liên quan đến gia đình khoa học là một trong những sử dụngđóng gói hiện nay. Thành công này là do những Đức tính khác nhau của tài liệu này: tốtbảo vệ của sản phẩm, thấp chi phí và có thể được tái chế cũng như phân hủy.Sản phẩm phân hủy sinh học nhiều hơn và nhiều hơn nữa yêu cầu như là một mối quan tâm lớn một lần nữabảo vệ môi trường và vì thế tôn trọng một sự phát triển bền vững. Ngoài raáp đặt các quy định châu Âu mới liên quan đến bảo vệ môi trường giảmtrọng lượng cũng như các hạn ngạch của tái sử dụng vật liệu đóng gói khác nhau. Trên thực tế, đểtối ưu hóa đóng gói (trường hợp), các nhà sản xuất tiến hành với kiến thức của họ. Họthực hiện các xét nghiệm cơ khí trên sản phẩm cuối cùng. Điều này gây ra một tổn thất nguyên vật liệu, vàyêu cầu một đầu tư đáng kể trong có nghĩa là con người và vật liệu. Khả nănghành động ngược dòng là mong muốn và sẽ làm cho nó có thể phát triển một nghiêm ngặt vàphương pháp rẻ hơn. Demarche này cần một công cụ hỗ trợ quyết định sử dụng đơn giảnMô hình.Tông là một bánh sandwich orthotropic với ply bề mặt(phải đối mặt với) độ cứng cung cấp uốn, ngăn cách bởi một nhẹ uốn cốt lõi (fluting)cung cấp độ cứng cắt. Hai hướng chính nêu tài liệu này. Người đầu tiênghi nhận MD (máy hướng) tương ứng với sự chỉ đạo của sản xuất của cácvật liệu. Nó trùng với "x" trục (hình 1). Lưu ý thứ hai đĩa CD (crosshướng) tương ứng với hướng ngang và trùng với trục "y". Đểchỉ ra máy bay hướng (thông qua-chiều dày), một hướng thứ ba ZD làgiới thiệu như được mô tả bởi hình 1. Nó thường được sáng tác bởi ba bìathành phần: lớp trên, lớp dưới và fluting. Chúng tôi quan sát cùng một hướng chobìa, nơi máy hướng tương ứng với cảm giác hướng của cácsợi cellulose. Tập hướng dẫn đặc quyền này là do tính chất liên tục của cáctài liệu quá trình.Cách tiếp cận được sử dụng trong nghiên cứu khác nhau, xem xét gợn sóng nhưcấu trúc. Các nghiên cứu sử dụng các chỉ tiêu tương đối so với hỗn hợp hoặc kim loại bánh sandwich Lu của cáccấu trúcĐồng nhấttài liệuGiấy gợn sóngcơ cấu bánh sandwichcấu trúc apprehend các hành vi cơ khí của tông. Chínhxét nghiệm ba hoặc bốn điểm uốn (ASTM C393-62), cũng như cắt xét nghiệm (ASTMC273-61). Norstrand et al. [1] đã đánh giá cứng cắt ngangGiấy gợn sóng bởi ASTM khối cắt kiểm tra và do ba điểm kiểm tra.Tuy nhiên, cách tiếp cận này không cho phép xác định độ cứng ma trận như vậy mộtvật liệu và làm cho do đó của homogenization cho phép tính phần tử hữu hạnkhông thể. Nó là hiển nhiên rằng khả năng tồn tại luôn luôn để lưới cấu trúchoàn toàn (da và lõi) [2-4] dẫn đến một quá trình cực kỳ tốn kém.Hình 1: Các tông bảng hình họcTrong nghiên cứu này, bao gồm một lựa chọn đang được phát triển để thay thế cácGiấy gợn sóng bằng một, tương đương lớp orthotropic [5]. Cách tiếp cận này sẽ cho phépsau khi homogenization để đơn giản hóa các tính toán số và sau đó sử dụng một chia lưới 2Dcủa các tông sóng (hình 2), thay vì một 3D chia lưới rộng rãi sử dụng trong cácvăn học. Điều này sẽ làm cho nó có thể để có được ít nặng và ít tốn kém sốdimensioning nghiên cứu trường hợp ví dụ.Hình 2: Phương pháp tiếp cận HomogenizationCách tiếp cận này là articulating khoảng hai điểm:• Điểm đầu tiên là để dành các giao thức khác nhau của thử nghiệm hoàn thành vì lợi íchquyết định các hành vi cơ khí của các thành phần (da và lõi) là tốtnhư những người của tông. Những khó khăn chính nằm trong các thử nghiệmbiện pháp phòng ngừa để xác định các tham số cần thiết trong sự vắng mặt của các preworkbenchesgiao thức.• Điểm thứ hai dành cho các mô hình phân tích. Vì vậy, bằng cách sử dụng cáctính chất cơ học và các thông số hình học của các thành phần (bước của fluting,độ dày của da và lõi), mô hình này sẽ có thể để dự đoán các homogenizedhành vi của tông.Một so sánh giữa các quan sát thực nghiệm, phân tích mô hình và hữu hạnyếu tố dự đoán cho phép đánh giá các buổi biểu diễn của các mô hình đề xuất.Lớp dướizyĐĨA CDMDxBướcMỏngHCSáoLớp trên ZD 43210 Căng thẳng (MPa)30 x 10-30 5 10 15 20 25 Căng thẳng Máy hướng Cross hướng(a): kiểm tra độ bền kéo6000500040003000năm 200010000tải (N)0 1 2 3 4 5Trọng lượng rẽ nước (mm)Giai đoạn đàn hồiFluting fallsthất bại(b): thử nghiệm cắt trong MD2. THỬ NGHIỆM CÁC BÀI KIỂM TRAThe first part of the study stuck to the establishment of specific experimentalprocedures tests that considering the corrugated cardboard like a material and not astructure. They are extending to the case of the paperboard in order to obtain theirbehaviour, which will be used in the modelling method. These procedures are inspiredby the norms relative to the composite and metallic sandwich structure [5]. One of thesignificant points in these procedures is the rigidification of the specimen heads byinjecting a polyester resin between fluting and cardboard skins to fill the existingemptiness or by impregnating the extremities in the resin for the paperboard specimens.Indeed, this permit to avoid the bruising of the specimen heads at the griping time andthus the use of work-holding device. In the other hand, the instrumentation required aparticular attention because the material becomes sensitive to any handling during themechanical tests. Several means were used and the optical method using marks trackingtechnique was validated because it is the most adapted for tests at different atmosphericconditions [6].After having established the various protocols, mechanical tests were carried outon corrugated cardboard and the paperboard. Initially tensile, twisting, shear and threepoint bending tests were carried out in order to determine the elastic and failureparameters of the paperboard and the sandwich. Figure 3 represents some examples ofthe corrugated cardboard behaviour under uni-axial solicitations. Generally, we havenoted that the behaviour in the cross direction and the machine direction are different.For each material and in each direction, we have determined the mechanical parametersbut also the chronology of these behaviours.Figure 3: Examples of the corrugated cardboard under uni-axial solicitationsIn the case of the tensile test, table 1 illustrates elastic and failure propertiesobtained. We note that these mechanical parameters are twice more significant in themachine direction than in the cross direction, which correspond to the celluloses fibresorientation and the flute one. Concerning the corrugated cardboard, it appears that theload failure, in MD, is equal to the sum of the maximum failure loadings of the twomain layers. On the other hand, in CD, it is equal to the sum of those of the threeconstituent’s failures loads (layers and flute). This illustrates the principal teaching ofthe different tests, where the corrugated cardboard behaviour is governed by the layersin the machine direction and by all the constituents in the cross direction. MaterialDirection Corrugated cardboard Upper layer Lower layer FluteYoung Moduli (MPa)MD 644.45 4322.20 4433.48 5106.67CD 433.10 2048.27 2032.91 1962.35Load (N)MD 285.35 134.83 146.81 123.75CD 185.79 60.71 61.87 43.58Table 1: elastic and failure parameters of the corrugated cardboard and its constituentsAs we can see on the Characteristic stress–strain curves (figure 3a), mechanicalbehaviour of the corrugated cardboard (in the two in-plane directions) is composed bylinear part followed-up by non-linear part. We note that the same behaviour phaseswere found in the case of the paperboard. The non-linearity is accentuated in the crossdirection. This phenomenon depends on the cellulose fibres, the hydrogen bonds andthe rate of the moisture content. This more marked non-linearity in the cross directioncan be due to the fact that the paperboard mechanical behaviour, therefore the sandwichone, are more governed by hydrogen bonds that are more requested in CD than thecellulose fibres.To highlight this viscous behaviour, uni-axial tensile tests at different strain rate(ε& going from 6 x 10-5 s-1 to 12 x 10-3 s-1) and other with strain recoveries were carriedout. These tests make us able to identify that the elastic and failure parameters evolvemore in CD with the strain rate solicitation [7]. This evolution is more significant in thecase of the layers which have a more significant coating. This coating, constituted by apolymer material, is a surface treatment used to improve the printing quality but also tohave a better s

Kết quả (Việt) 2:

GÓP PHẦN MÔ HÌNH HÓA CỦA tôn
tông CÁCH
S. Allaoui
*, Z. Aboura ** và ML Benzeggagh **
* Viện Prisme / LMSP, UPRES EA 4229, Université d'Orléans, Polytech'Orléans, 8 rue Leonard de
Vinci 45.072 Orléans Cedex2, Pháp.
Mel: samir.allaoui@univ -orleans.fr .fax: [phone]
** LRM, UMR6253, UTC, Centre de Recherche Royallieu BP 20529 F- 60.205 Compiègne Cedex,
France
TÓM TẮT
Các giấy hiện tóm tắt nghiên cứu thực hiện trên các tông sóng. Trong những nghiên cứu này, một mới
phương pháp xem xét các tông sóng như một vật liệu trực hướng được phát triển. Cách tiếp cận này
cho phép sau khi đồng nhất để đơn giản hóa các phép tính số học và sau đó sử dụng một chia lưới 2D của các
tông sóng, thay vì một chia lưới 3D. Điều này sẽ làm cho nó có thể để có được ít nặng hơn và ít
các nghiên cứu đo kích thước số đắt tiền. Giai đoạn đầu tiên của nghiên cứu này là một xác định
hành vi của bánh sandwich và các thành phần của nó, mà đi theo định nghĩa của các giao thức thử nghiệm.
Sau đó, một mô hình phân tích được đề nghị và giấy phép để dự đoán hành vi đồng nhất của các
tông sóng. Cuối cùng, một công cụ trợ giúp ra quyết định đã được đề xuất.
1. GIỚI THIỆU
Tấm bìa cứng liên quan đến giấy tờ gia đình là một trong những sử dụng nhiều nhất
đóng gói hiện nay. Thành công này là do các nhân đức khác nhau của vật liệu này: tốt
bảo vệ sản phẩm, chi phí thấp và có thể được tái chế cũng như phân hủy sinh học.
Sản phẩm phân hủy sinh học được nhiều hơn và đòi hỏi nhiều hơn như là một mối quan tâm lớn một lần nữa
việc bảo vệ môi trường và do đó sự tôn trọng một sự phát triển bền. Ngoài ra,
các quy định mới liên quan đến bảo vệ môi trường châu Âu áp đặt một sự giảm
trọng lượng cũng như hạn ngạch tái chế các vật liệu đóng gói khác nhau. Trên thực tế, để
tối ưu hóa việc đóng gói (trường hợp), các nhà sản xuất tiến hành với kiến thức của mình. Họ
thực hiện các xét nghiệm cơ khí trên các sản phẩm cuối cùng. Điều này gây ra một sự mất mát nguyên vật liệu, và
đòi hỏi một sự đầu tư đáng kể trong các phương tiện nhân lực và vật liệu. Khả năng
diễn xuất thượng nguồn là mong muốn và sẽ làm cho nó có thể phát triển một nghiêm ngặt và
phương pháp rẻ hơn. Người định ranh giới này cần một công cụ trợ giúp ra quyết định bằng cách sử dụng đơn giản
mô hình.
Các tông sóng là một bánh sandwich trực hướng với Plies bề mặt
(đối diện) cung cấp độ cứng uốn, cách nhau bởi một lõi uốn nhẹ (có đường rãnh)
cung cấp độ cứng chống cắt. Hai hướng chính là đặc trưng cho vật liệu này. Việc đầu tiên
ghi MD (máy hướng) tương ứng với hướng của sản xuất của
vật liệu. Nó trùng hợp với "x" trục (Hình 1). Các CD lưu ý thứ hai (cross
hướng) tương ứng với hướng ngang và trùng với "y" trục. Để
tham khảo các out-of-máy bay hướng (thông qua độ dày), một hướng ZD thứ ba được
giới thiệu như là mô tả bằng hình 1. Nó thường được cấu tạo bởi ba bìa
thành phần: lớp trên, lớp thấp hơn và có đường rãnh. Chúng tôi quan sát các hướng tương tự cho
các bìa, nơi chiều dọc tương ứng với định hướng cảm nhận của các
sợi cellulose. Định hướng đặc quyền này là do tính chất liên tục của
quá trình vật chất.
Các phương pháp được sử dụng trong các nghiên cứu khác nhau, xem xét các tông sóng như
cấu trúc. Những nghiên cứu này sử dụng các chỉ tiêu liên quan đến bánh sandwich composite hoặc kim loại
đồng nhất của các
cấu trúc
đồng nhất
vật liệu
Tấm bìa cứng
bánh sandwich cấu trúc
cơ cấu để tóm hành vi cơ học của các tông sóng. Các chính
kiểm tra ba hoặc bốn điểm uốn (ASTM C393-62), cũng như kiểm tra cắt (ASTM
C273-61). Norstrand et al. [1] đã đánh giá shear độ cứng ngang của
các tông sóng bằng thí nghiệm cắt ASTM khối và bởi ba điểm uốn thử nghiệm.
Tuy nhiên, phương pháp này không cho phép xác định các ma trận độ cứng của một như
vật chất và làm do đó đồng nhất của nó cho một tính toán phần tử hữu hạn
bất khả thi. Rõ ràng là khả năng tồn tại luôn luôn để lưới cấu trúc
hoàn toàn (vỏ và lõi) [2-4] dẫn đến một quá trình vô cùng tốn kém.
Hình 1: Các tông panel hình học
Trong nghiên cứu này, một giải pháp khác được phát triển tốt để thay thế bao gồm các
sóng tông bởi một lớp trực hướng tương đương [5]. Cách tiếp cận này sẽ cho phép
sau khi đồng nhất để đơn giản hóa các phép tính số học và sau đó sử dụng một chia lưới 2D
của các tông sóng (hình 2), thay vì một 3D chia lưới sử dụng rộng rãi trong
văn học. Điều này sẽ làm cho nó có thể để có được số ít nặng và ít tốn kém hơn
các nghiên cứu đo kích thước của trường hợp ví dụ.
Hình 2: đồng nhất phương pháp
tiếp cận này được khớp nối xung quanh hai điểm:
• Điểm đầu tiên là để dành các giao thức thử nghiệm khác nhau hoàn thành vì lợi ích
của việc xác định các hành vi cơ học của các thành phần (da và core) cũng
như những người của các tông sóng. Khó khăn chính nằm trong các thử nghiệm
biện pháp phòng ngừa để xác định các thông số cần thiết trong sự vắng mặt của preworkbenches
giao thức.
• Điểm thứ hai là dành cho các mô hình phân tích. Như vậy, bằng cách sử dụng các
tính chất cơ học và các thông số hình học của các thành phần (bước của rãnh,
độ dày của da và lõi), mô hình này sẽ có thể dự đoán đồng nhất
hành vi của các tông sóng.
Một sự so sánh giữa các quan sát thực nghiệm, mô hình phân tích và hữu hạn
các yếu tố dự báo cho phép đánh giá màn trình diễn của các mô hình đề xuất.
lớp Hạ
z
y
CD
MD
x
Bước
Thin
hc
Flute
Upper layer ZD
4
3
2
1
0
căng thẳng (MPa)
30x10-3
0 5 10 15 20 25
Strain
Direction Máy
Direction Thập
( a): kiểm tra độ kéo
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
tải (N)
0 1 2 3 4 5
Displacement (mm)
giai đoạn đàn hồi
có đường rãnh rơi
thất bại
(b): thử nghiệm cắt trong MD
2. Thí xét nghiệm
Phần đầu tiên của nghiên cứu mắc kẹt với việc thành lập các thí nghiệm cụ thể
kiểm tra thủ tục xem xét các tông sóng như một loại vật liệu và không phải là một
cấu trúc. Họ đang mở rộng cho trường hợp của bìa để có được họ
hành vi, mà sẽ được sử dụng trong các phương pháp mô hình. Các thủ tục này được truyền cảm hứng
bởi các chỉ tiêu liên quan đến cấu trúc bánh sandwich composite và kim loại [5]. Một trong những
điểm quan trọng trong các thủ tục này là rigidification của Thủ trưởng mẫu vật bằng
cách tiêm một loại nhựa polyester giữa có đường rãnh và các tông da để điền vào các hiện
tính không hay bằng cách ngâm tẩm các chi trong nhựa cho các mẫu bìa.
Thực tế, giấy phép này để tránh các bầm tím của Thủ trưởng mẫu vật ở các thời gian tham lam và
do đó việc sử dụng các thiết bị làm việc nắm giữ. Mặt khác, các thiết bị đo đạc cần một
sự chú ý đặc biệt bởi vì các vật liệu trở nên nhạy cảm với bất kỳ xử lý trong quá trình
kiểm tra cơ khí. Một số phương tiện được sử dụng và các phương pháp quang học sử dụng dấu theo dõi
kỹ thuật đã được xác nhận bởi vì nó là sự thích nghi nhất cho các bài kiểm tra tại trong khí quyển khác nhau
điều kiện [6].
Sau khi thiết lập các giao thức khác nhau, kiểm tra cơ khí đã được tiến hành
trên các tông sóng và cáctông. Ban đầu kéo, xoắn, cắt và ba
bài kiểm tra điểm uốn đã được tiến hành nhằm xác định sự đàn hồi và suy
các thông số của bìa và bánh sandwich. Hình 3 đại diện cho một số ví dụ về
các hành vi của các tông sóng dưới chào mời uni-trục. Nói chung, chúng tôi đã
lưu ý rằng các hành vi theo chiều ngang và chiều dọc là khác nhau.
Đối với mỗi tài liệu và mỗi chiều, chúng tôi đã xác định các thông số cơ học
mà còn là niên đại của những hành vi này.
Hình 3: Ví dụ về các tông sóng dưới chào mời uni-axial
Trong trường hợp của các bài kiểm tra độ bền kéo, bảng 1 minh họa tính chất đàn hồi và thất bại
thu được. Chúng tôi lưu ý rằng các thông số cơ học là hai lần có ý nghĩa hơn trong
hướng máy hơn theo chiều ngang, tương ứng với các sợi celluloses
định hướng và một cây sáo. Liên quan đến các tông sóng, nó xuất hiện rằng
thất bại tải, trong MD, bằng với tổng các tải trọng tối đa sự thất bại của hai
lớp chính. Mặt khác, trong CD, nó là bằng tổng của những người trong ba
thất bại tải thành phần của (các lớp và sáo). Điều này cho thấy việc giảng dạy chính của
các bài kiểm tra khác nhau, nơi mà các hành vi tông sóng bị chi phối bởi các lớp
theo hướng máy và bởi tất cả các thành phần theo chiều ngang.
Chất liệu
Direction tông lớp Upper lớp Hạ Flute
trẻ môđun (MPa)
MD 644,45 4322,20 4433,48 5106,67
CD 433,10 2048,27 2032,91 1962,35
Load (N)
MD 285,35 134,83 ​​146,81 123,75
CD 185,79 60,71 61,87 43,58
Bảng 1: Các thông số đàn hồi và sự thất bại của các tông sóng và các thành phần của nó
Như chúng ta có thể nhìn thấy trên đường cong ứng suất biến dạng đặc trưng (hình 3a ), cơ
hành vi của các tông sóng (theo hai hướng trong mặt phẳng) được sáng tác bởi
một phần tuyến tính được theo dõi bởi một phần phi tuyến tính. Chúng tôi lưu ý rằng các giai đoạn hành vi tương tự
được tìm thấy trong trường hợp của bìa. Các phi tuyến tính được nhấn mạnh trong thập
hướng. Hiện tượng này phụ thuộc vào các sợi cellulose, các liên kết hydro và
tỷ lệ của độ ẩm. Điều này đánh dấu nhiều sự phi tuyến tính theo chiều ngang
có thể là do thực tế là hành vi cơ cáctông, do đó các bánh sandwich
một, được nhiều chi phối bởi liên kết hydro được yêu cầu nhiều trong CD hơn
sợi cellulose.
Để làm nổi bật hành vi nhớt này, các thí nghiệm kéo uni-trục với tốc độ biến dạng khác nhau
(ε & đi từ 6 x 10-5 s
-1 đến 12 x 10-3 s
-1) và khác với sự phục hồi căng thẳng đã được thực
hiện. Những xét nghiệm này làm cho chúng ta có thể xác định rằng các thông số đàn hồi và thất bại tiến hóa
hơn trong đĩa CD với các chào mời lãi suất căng thẳng [7]. Sự tiến hóa này là quan trọng hơn trong
trường hợp của các lớp có một lớp phủ có ý nghĩa hơn. Lớp phủ này, được thành lập bởi một
vật liệu polyme, là một xử lý bề mặt dùng để cải thiện chất lượng in ấn mà còn để
có một s tốt hơn