蜂窝纸板

蜂窝纸板（精选12篇）

蜂窝纸板 篇1

0前言

蜂窝纸板由于具有比强度和比刚度高、重量轻、优异的缓冲隔振性能、良好的隔热性能等优点, 被广泛用于托盘、包装箱、缓冲衬垫、护角与护棱等, 目前又进一步拓展到空投包装[1], 吸引了众多科研工作者的关注。王冬梅[2]分析了蜂窝纸板的静态压缩性能, 曾克俭[3]对蜂窝纸板的动态缓冲性能进行了研究, 张琴[4]研究了蜂窝纸板的振动传递特性。随着包装要求的提高, 许多学者对蜂窝纸板组合材料的力学性能开展研究, 言利容对蜂窝纸板/EPE组合材料的动态缓冲性能进行了研究[5], 赵英芹对蜂窝纸板/瓦楞纸板叠合材料的动力学性能开展了研究。以上文献主要针对蜂窝纸板的力学性能进行研究, 结果也证实了蜂窝纸板具有良好的力学性能。

真正抑制蜂窝纸板推广应用的不是其力学性能, 而是其制造工艺。虽然我国蜂窝纸板行业已经发展了二十年, 但制造工艺仍比较落后, 生产过程复杂, 生产效率低, 设备昂贵, 成为制约蜂窝纸板发展的重要因素。杨鹏[7]对蜂窝纸板的工艺和设备提出了改进方法, 但效果不是特别明显。

本文结合蜂窝纸板良好的力学特性和瓦楞纸板可以高速高速生产的优势, 提出新型的瓦楞—蜂窝纸板, 它与瓦楞/蜂窝复合纸板不同, 是采用单面瓦楞纸板, 经分切和翻转, 瓦楞完全对齐, 形成类似蜂窝结构的纸板。本文的目的就是研究两种不同对齐方式形成的蜂窝芯的力学性能, 为新型蜂窝纸板的结构优化提供依据。

1 瓦楞—蜂窝纸板结构

按照单面瓦楞纸板的对齐方式, 如图1所示, 将瓦楞—蜂窝纸板分为平齐式瓦楞—蜂窝纸板和相对式瓦楞—蜂窝纸板。平齐式瓦楞—蜂窝纸板是将单面瓦楞纸板分切后, 向同一方向翻转, 粘接而成。而相对式瓦楞—蜂窝纸板是分切后交错反向翻转, 粘接而成。

2 瓦楞—蜂窝纸板静态压缩实验

实验材料:单面B型瓦楞纸板 (厚度3.0mm, 瓦楞芯纸定量为140g/m2, 面纸定量160 g/m2) 制作而成的平齐式、相对式瓦楞—蜂窝芯, 正六变形蜂窝芯 (边长3.5mm、芯纸定量为140g/m2) ;

试样规格:75mm36mm15mm;

试验仪器:WDW3020微控电子万能实验机;

压缩速度:10mm/min。

试验获得应力—应变曲线如图2所示。

3 瓦楞—蜂窝纸板压缩性能分析

由图2可得出, 平齐式瓦楞—蜂窝纸板的压缩曲线呈现出四个阶段:线弹性阶段、屈服平台阶段、坍塌阶段和致密化阶段。

线弹性阶段:应力随应变快速增加, 基本符合线性比例关系。

屈服平台阶段:当应力增大一定值时, 应力几乎不再变化, 而应变迅速增大, 应力—应变曲线表现为一个屈服平台。

坍塌阶段:当应变增大到一定程度时, 纸板失去抵抗能力, 迅速坍塌, 应力下降。

致密化阶段:当应变增大到一定程度, 芯纸相互接触, 压缩曲线进入致密化阶段, 应力随着应变的增大而迅速增大。

相对式瓦楞—蜂窝纸板的压缩曲线没有明显的平台阶段, 仅表现出线弹性阶段、坍塌阶段和致密化阶段。当应力增大一定值时, 纸板迅速失去抵抗能力, 发生坍塌, 应变增大, 应力变小, 直至进入致密化阶段。

对比两种结构材料, 可以得出, 相对式瓦楞—蜂窝纸板的抗压强度以及对应的应变均大于平齐式瓦楞—蜂窝纸板, 其弹性变形区域较宽。当达到屈服极限后, 平齐式瓦楞—蜂窝纸板抵抗变形的能力较好。由于相对式纸板的瓦楞与瓦楞直接粘接, 在变形过程中, 芯纸之间更容易接触, 其进入致密化阶段更早, 即对应的应变较小。

两种新型结构的瓦楞—蜂窝纸板的抗压强度均远远高于正六边形蜂窝纸板, 应力—应变曲线变化趋势也有所不同, 这主要是因为瓦楞纸板的面纸起到了明显的加强作用。

4 瓦楞—蜂窝纸板缓冲性能分析

缓冲系数是缓冲设计的重要依据, 是表征包装材料缓冲性能的重要参数。依缓冲系数的定义, 知

式中, C为缓冲系数;σm为所受静应力;E为单位体积吸收的变形能;σ表示从0到σm不有不断变化的应力;ε为应变。

将图2中的曲线和式 (1) 计算缓冲系数, 并绘制缓冲系数—应变曲线, 结果如图3所示。

由图3可以看出, 随着应变增大, 二者的缓冲系数均减小, 缓冲性能提高。在相对式瓦楞—蜂窝纸板发生坍塌前, 由于二者表现出的弹性几乎相同, 从引起而二者的缓冲系数曲线几乎重合, 表现出的缓冲性能也非常接近。当相对式瓦楞—蜂窝纸板进入坍塌阶段, 由于其迅速的变形, 单位体积吸收的能量比平齐式瓦楞—蜂窝纸板更多, 同时其应力也快速减小, 使得缓冲系数小于平齐式瓦楞—蜂窝纸板的缓冲系数, 缓冲性能更好。

5 结论

本文对两种瓦楞—蜂窝纸板和正六边形蜂窝纸板进行了静态压缩试验, 并进行对比分析, 结果表明, 由于瓦楞纸板的面纸加强作用, 平齐式瓦楞—蜂窝纸板和相对式瓦楞—蜂窝纸板的力学性能优于正六边形蜂窝纸板。相对式瓦楞—蜂窝纸板的抗压强度以及缓冲性能均优于平齐式瓦楞—蜂窝纸板, 这说明相对式瓦楞—蜂窝纸板更加适用于运输包装, 不但能提供较高的强度, 同时也能对产品起到良好的缓冲作用。本文的结论能够为新型蜂窝纸板研究与开发提供一定的参考。

从相对式瓦楞—蜂窝纸板结构看, 制造过程中需要交叉变换翻转方向, 其制造工艺比平齐式瓦楞—蜂窝纸板复杂, 但与目前蜂窝纸板的制造工艺相比, 能够提高加工效率。本文仅仅是采用手工制作的试样, 目前仍旧没有此类纸板的加工设备。因此, 此类纸板的真正应用, 需要开发新的制造工艺和设备, 从而才能实现工业化生产, 推动纸包装材料的发展。

摘要：本文针对现有蜂窝纸板生产效率低的缺点, 结合蜂窝结构优异的力学性能和瓦楞纸板便于高速生产的优点, 提出了平齐式瓦楞—蜂窝纸板和相对式瓦楞—蜂窝纸板结构, 利用静态压缩实验, 分析了静态力学性能和缓冲性能, 结果表明二者的力学性能均优于正六边形蜂窝纸板;相对式瓦楞—蜂窝纸板的抗压强度和缓冲性能均优于平齐式瓦楞—蜂窝纸板, 更适用于运输包装领域, 研究结果可为新型纸板的开发提供有益的参考。

关键词：瓦楞—蜂窝纸板,力学性能,缓冲性能

参考文献

[1]刘胜祥, 王兴业, 徐丽丽, 等.蜂窝纸板在空投包装中的应用[J].2016, 37 (17) :25-29.

[2]王冬梅, 廖强华.蜂窝纸板静态压缩力学性能建模研究[J].包装工程, 2006, 27 (4) :129-132.

[3]曾克俭, 刘珊.蜂窝纸板动态缓冲性能分析研究[J].包装工程.2014, 35 (17) :15-18.

[4]张琴, 王保升.随机振动下蜂窝纸板振动传递特性分析[J].包装工程, 2013, 34 (15) :7-10.

[5]言利容, 谢勇.蜂窝纸板/EPE组合材料的动态缓冲性能[J].包装工程, 2010, 31 (19) :27-31.

[6]赵英芹, 王玉龙, 蒋春华.蜂窝/瓦楞叠合纸板的缓冲性能研究[J].包装工程, 2013, 34 (23) :60-63, 67.

[7]杨鹏.蜂窝纸板力学性能仿真分析与工艺、设备, 改进研究[D].郑州:郑州大学, 2014.

蜂窝纸板 篇2

这次我们又回到老家，爸爸还带上了吸尘器，要给家里除尘，听到他带上了吸尘器，我不禁心血来潮……

几天后，爸爸已经用完了吸尘器，放在了一边，我的机会了!我小心翼翼的把它从仓库里拿出来，展开了我的行动。

这天一早，爸妈走亲戚串门去了，留我在家，我立刻拿出了我的法宝——吸尘器，我先拿一个塑料桶，把它的底部剪掉，用胶带结结实实的贴在吸尘器口上，只等晚上。

等到九点半多，夜黑人静，马蜂都归了巢，只有几只还在外面“嗡”的叫着。我轻轻踮起脚尖走着，都不敢踢起一点尘土，生怕惊了马蜂，而我要攻其不备，打它们个措手不急。我一步一停，眼睛紧紧盯着马蜂窝，慢慢地向那儿靠，突然，有只马蜂“嗡”的飞到了我的头顶上，吓了我一惊，飞快地又飞到我的后背上，痒痒的，一会儿后才悠闲的飞走了。唉，吓死我了!“虽然我的手己经被刚才的情景紧张的变的冰凉，可我仍然十分激动，不慌不忙，风吹的树叶沙沙沙的响，月亮和星星一闪一闪，偷瞄着我。我终于靠到了马蜂窝旁，“三米，二米一米“我自言自语道，我猛地把整个马蜂窝罩住，毫不犹豫的按下了启动键，调到最强力，“嗡”的一声，全部的马蜂都飞出巢，开始胡乱飞舞，“嗞……”，“哈哈”!我心里美滋滋的想，“被我困住了吧!”

有的马蜂扇着翅膀竭力的往外飞，但“呯呯”几声就把它们吸了回去，有的马蜂用前脚扒着墙壁，十分惊慌，但还是都“嗖”的一声吸了进去，还有的马蜂，使劲扇动着翅的，好不容易飞出来一点

点，又被吸了进去一点，它们仿佛在和吸尘器较劲劲，它们的样子着实把我逗乐了，让我乐的合不拢嘴。

爷爷·蜂窝·大棕熊 篇3

白族人家爱种花，爷爷种的比别人家更多，有兰花、杜鹃和山茶，还有一大院子的苹果、石榴和酸木瓜。爱花的人家爱养蜂，花间树下爷爷摆了好多蜂桶，有圆有方大大小小几大排。

所谓蜂桶，其实是把一大截原木桶子掏空了，两边各做两个盖子，留一个孔儿让蜜蜂进进出出。蜂桶最讲究保暖通风，养蜂人都用牛屎糊泥糊蜂桶，可保蜂窝不受蚂蚁与小虫子的侵扰，经风历雨都不至漏水漏气。夏天，把进出的孔儿留得大一些，冬天，把孔儿糊小一些，木桶具有冬温夏凉调节气温的作用。

爷爷是个牛倌，一年到头上山放牛儿，少不了与各种各样的蜂儿打交道，因而也最懂得蜂儿的习性。爷爷把蜜蜂分为三类。一类在岩石下结巢，称为岩蜂；另一类在土里做窝，叫地蜂；养在家里的，叫家蜂。岩蜂身长腰粗，毒性很大，连牛也得躲着它。地蜂个头比家蜂还小，它们找一堵墙或一个遮风挡雨的地方，在那上面像蚂蚁那样钻无数的小孔儿，做它的家。岩蜂与地蜂都不酿蜜，只有家蜂才酿蜜。要是家蜂分巢时逃到野外去了，就成了野蜂，在空朽了的老树桩、岩石底下做自己的“家”。于是，山里人上山碰上好运气时就能割回蜂蜜。

爷爷是个有心计的人，他赶着牛儿漫山遍野地游逛，哪儿的花开得盛，那儿就可能有野蜂蜜等着收获呢。要是其他人发现了蜂窝，一定想方设法把蜜割回来，至于对蜜蜂有没有害处可不管。爷爷不那样，他一定等到夏至节令才把蜜采回来。因为那几天，花儿谢得差不多了，蜜也酿得多了，割了蜜也不会对蜜蜂有伤害。爷爷每每还带一团牛屎泥去，顺便把蜂巢糊得更暖和一些。爷爷每一回割蜜，都给蜜蜂们留下足够的蜜，够它们平安过冬。

春天是爷爷最忙碌的时候，每天他早早地在山上转开了，瞧瞧分巢的蜂儿是否安下新家了。这个时候的蜜蜂们最需要关怀，刚分家，单门独户过日子。要生产蜂蜜，还要生产更多的蜂蜡好筑巢，而蜜源还不多，花儿刚刚开呢，它们的劳动量又是那么大，得需要大量的能量与营养。爷爷因此给它们送去了大块的红糖，他把红糖放在蜜蜂们结巢的树洞或大岩石底下，有糖吃还有蜜可采，蜜蜂们一般都不再搬迁，蜜蜂家族因此也渐渐地壮大了。

爷爷放糖最多的地方有两处，一叫“马筋”岭，另一个地方叫“筐筋”岭。“筋”是白族话熊的意思，马筋，指的是棕熊，筐筋，指的是狗熊。

许多民族有食花的习俗，白族地区四季如春，食花的种类很多，其中最爱之一是食杜鹃花。

我小时候与爷爷一起上山采杜鹃花，那真叫快乐。我背着一个大箩筐，爷爷也背一个大箩筐，大箩筐背在我的光脊背上，我好像一只小狗熊，而爷爷十足是只大狗熊，我们要去的地方多的是熊。有一回，我们刚刚进人马筋岭，还没来及欣赏漫山遍野盛开的杜鹃花，爷爷已经发出警告，说要有最可爱的情况出现了。我的心提到了嗓子口，手软了，脚也软了，爷爷却没事一样鼓励我往前瞧。我瞧见茂盛杜鹃花簇，突然被一种瞧不见的巨大的力量挤开了并发出巨大的声音，那声音好似一头牛，或是一个不知深浅的壮汉，“哼哧哼哧”地硬往前挤，以至于把树簇荆棘都挤开了。熊!我又惊又喜地向爷爷报告。爷爷则狡黠地对我眨眨眼，他的欣喜不亚于我。

我们瞧见了一头大棕熊，它正挤开树簇沿着山箐往山顶走。它肥大的脊背与臀部正对着我们，花儿太密了，没瞧见它的全身。爷爷说，熊也太馋了，春天剛刚到来，蜜蜂们还没酿好蜜呢，它就急着来采食了。

我们小心地避开它，没往山顶走，只在箐沟两旁与半山腰把大把大把的白杜鹃花采到箩筐里。杜鹃花的花蜜比一般的花儿丰富得多，每扯下一些花瓣来，满手都是黏手的花蜜，要是把一双掌心贴在一起，得使劲儿才能掰开。杜鹃花不但蜜稠，还且还有一股特香的味儿。祖孙俩在花丛中走动，把花粉儿碰得纷纷扬扬的，一股股香味儿升腾着搅和着，时间长了都被熏得昏昏然了。更讨厌的是蜜蜂也来凑热闹来了，我们采哪一朵花，一大团蜜蜂也上前来争夺，它恨我们把它们采蜜的花朵给扯坏了。我们不得不稍事休息，避避杜鹃花的香气避避闹心的蜜蜂。杜鹃很稠很香的花蜜，把坝子里的家蜂都勾引来了。

乘休息时间，爷爷让我细心观察蜜蜂由哪儿出入，瞅准了爷爷往那儿搁糖。别人家采杜鹃花，只图食花，而爷爷采花是次要的，特地来给蜂儿送糖来了。那头熊走远了，爷爷把红糖一大砣一大砣分开，由我与爷爷分头放好到蜂巢里，好待夏秋来割蜂蜜，每年都能割好几百斤呢。然而，文革那些年人们不但在坝子里造反还上山大造森林的反，把树都吹光了，树少水少杜鹃花更少，熊都逃的逃死的死了。但爷爷还是继续给为数不多的蜜蜂们送红糖，他相信蜜蜂不会太让他失望。

有一次我与爷爷上山割蜜，真正吓着我的是一头大棕熊。

那天我们来到筐筋岭，已经是太阳西斜时分了，山里静悄悄的没一点声音，更不要说碰上一个人了。然而，一进人大山箐我们就被巨大的声音震撼了，只觉得整座大山，不，是整座山脉都摇动起来了。山与树木，还有流水与松林，都被一股巨大的力量撼动着，它们一起共鸣一同发声。我吓得抱紧了爷爷的腿。爷爷一个劲儿安慰我说，又是熊瞎子在做好事了，别怕。但我感觉爷爷也在抖，他激动还是害怕，我无法说清楚。

我们由山嘴绕道半山腰到达山顶。

我惊讶地问爷爷，我们的红糖又没放到山顶，爬大山顶哪能收蜜呀?

爷爷没由我分说，紧紧地拽紧了我。我们爬到山顶，那声音更加震耳欲聋。我的心更跳得要蹦出胸膛了，爷爷的手也拽得更紧了，然而，他已面露喜色压低声音说，你瞧呀——

我瞧见一大头棕熊正在卖力气地“干活儿”呢。

它在搬运大石头。好像那些大石头和它与生俱来就有着深仇大恨，于是，它就与那些大石头过不去了。它把小一些的石头掀起来顺着山坡滚下去。半大的石头嫌掀它太费时，干脆抬了起来，像我们人搬东西那样，挺着胸，憋着劲儿，一步步往前挪，然后大吼一声丢到山下。更大的石头，它用头顶着，用全身力气费力地又拱又翻，非要把那些大岩石一个个全翻到山坡下才罢休。我越瞧越不明白，大棕熊怎么回事儿?

爷爷神情凝重地小声告诉我，那是熊在翻蜂窝呢。

原来，连连干旱，蜜蜂酿的蜜少，不够熊填饱肚子，熊饿极了才来掏藏在岩洞里的蜂窝，不然，好年景它才不屑费那么大的劲儿呢。也怪那窝蜜蜂躲藏得太深了，熊想掏到它要费好大劲儿呢。我在爷爷的指点下向下瞭望，蜜蜂正对着熊群起而攻之，它们一拥而上一个劲嗡嗡地蛰它咬它……但熊实在饿极了，它并不理会蜂群的攻击，似乎惟有石头才是它的大敌，于是继续发狠地狂掀石头。活儿做得迫不及待。干活的时间长了，熊累得直喘粗气，掀石头的速度也渐渐慢了下来，但是它还在顽强地掀着抬着……最后终于如愿以偿得到了那窝藏得很深的蜂蜜。如在往常，熊一般都会像人那样坐下来，用前肢把一块块蜂蜜连蜜带蜡吃进嘴里，蛮开心呢。然而，这头熊太饿也太馋，它才不想摆开阵式好好吃呢，一头扎进蜂窝中再没抬起头来，它是饿得没有一点风度了。

我与爷爷都很难过，没想到熊生存那么艰难，而我们人到底干了些什么呢?我们把熊朋友逼到如此地步，那么，我们自己的日子能好过么?爷爷拉着我走了，那几年，爷爷没有收获山上的一窝野蜂蜜。

蜂窝纸板 篇4

关键词：蜂窝纸板,黏弹性,改进的Prony方法,参数识别

0 引言

蜂窝纸板是一种纸质复合夹层板,由上下两层面纸和蜂窝状的纸芯粘合而成。蜂窝纸板具有质量轻、平压强度高、易加工、蠕变量小、隔热、隔音、价格低、易回收再利用等优点,广泛用于农业、建筑行业、制造业等。近些年来,蜂窝纸板作为泡沫塑料的一种替代品,已逐步开始应用于缓冲包装中。国内外的研究者对蜂窝纸板等纸蜂窝材料进行了多方面的理论分析和实验研究。文献[1,2,3,4,5,6,7,8]对蜂窝纸板的基本特性、缓冲特性和平压特性进行了理论分析和实验研究。蜂窝纸板的性能与纸型、纸张、贴接剂、生产工艺、实验环境等有密切关系。文献[9,10]建立了蜂窝纸板在压缩过程中的能量吸收特性和环境湿度之间关系的数学模型,该模型可用于包装设计的优化和蜂窝纸板的选用。文献[11]对不同参数的芯纸、不同结构的蜂窝纸芯和不同粘合工艺的蜂窝纸板的平压特性进行了测试。这些研究对于了解蜂窝纸板的特性,保证它在包装中的合理使用,提供了理论基础和设计依据。

笔者考虑蜂窝纸板的黏弹性,建立了蜂窝纸板的黏弹性模型,设计了蜂窝纸板-质量系统的冲击实验系统,并建立了动态特性参数识别的方法,得到了不同载荷条件下蜂窝纸板的动态参数。本文建立的蜂窝纸板的黏弹性模型及识别出的动态参数可准确模拟冲击条件下蜂窝纸板-质量系统的动态响应。

1 蜂窝纸板的黏弹性

蜂窝纸板中的纸张由大分子纤维和填料构成,并且包含有大量空气,因此,蜂窝纸板的特性比较复杂。蜂窝纸板的应力不仅与应变的大小有关,而且与应变变化的速率有关,即蜂窝纸板的基本特性兼具弹性和黏性,这种特性称为黏弹性。

蜂窝纸板黏弹性的一个表现形式为蜂窝纸板的应力松弛现象,对蜂窝纸板试样施加一固定的变形量(0.95mm),蜂窝纸板承受的载荷随时间变化的情况如图1所示。从图1可以看出,蜂窝纸板在固定变形量的作用下,其承受的载荷随着时间的增加逐步减小,最终达到一个稳定值。相似地,蜂窝纸板试样在一个固定的载荷条件下,应变随着时间的增加逐渐增大,最终达到一个稳定值,这种现象为蜂窝纸板的蠕变。黏弹性不仅影响蜂窝纸板的静态特性,在动态载荷条件下,具有黏弹性的材料也会出现“动态蠕变”现象,具体表现为,在动载荷作用下,材料的弹性系数逐渐减小,阻尼系数逐渐增大,最终达到一个稳定值[12]。因此,在冲击载荷作用下,不仅需考虑蜂窝纸板的弹性和阻尼特性,还需考虑蜂窝纸板的黏弹性。

早期的材料黏弹性本构模型主要包括Maxwell模型、Voigt模型、Kelvin模型等[13],这些模型的应力σ(t)和应变ε(t)的关系均可表达为微分方程的形式。现对这些模型的微分方程形式进行推广,构建黏弹性材料的线性微分方程的表达式[14]:

$\begin{array}{l}p{}_0\sigma (t)+p{}_1\frac{\text{d}\sigma (t)}{\text{d}t}+\cdots +p{}_k\frac{\text{d}{}^k\sigma (t)}{\text{d}t{}^k}+\cdots +p{}_n\frac{\text{d}{}^n\sigma (t)}{\text{d}t{}^n}=\\ q{}_0\epsilon (t)+q{}_1\frac{\text{d}\epsilon (t)}{\text{d}t}+\cdots +q{}_k\frac{\text{d}{}^k\epsilon (t)}{\text{d}t{}^k}+\cdots +q{}_m\frac{\text{d}{}^m\epsilon (t)}{\text{d}t{}^m}(1)\end{array}$

式中,pk、qk均为常数;m、n均为正整数。

假定材料处于零初始状态,对式(1)进行拉普拉斯变换,得

(p0+p1s+…+pnsn)σ(s)=

(q0+q1s+…+qmsm)ε(s) (2)

式中,σ(s)、ε(s)分别为σ(t)和ε(t)的拉普拉斯变换。

由式(2)可得

$\sigma (s)=\frac{q{}_0+q{}_{1}s+\cdots +q{}_{m}s{}^m}{p{}_0+p{}_{1}s+\cdots +p{}_{n}s{}^n}\epsilon (s)$ (3)

在变形量较小的情况下,有σ(t)=E ε(t),E为弹性模量,此时可假定式(1)中m=n,故式(3)可写为

$\sigma (s)=E\epsilon (s)(1-{\displaystyle \sum _{i=1}^n\frac{a{}_i}{s+b{}_i}})$ (4)

式中,ai、bi为黏弹性系数。

对式(4)进行拉氏反变换,可得

σ(t)=E(ε(t)-∫t0Γ(t-τ)ε(τ)d τ) (5)

$\Gamma (t-\tau )={\displaystyle \sum _{i=1}^{n}a}{}_i\text{e}{}^{-b{}_i(t-\tau )}$ (6)

式中,Γ(t-τ)为黏弹性材料的松弛核。

式(5)和式(6)即为具有黏弹性的蜂窝纸板的应力-应变关系式。

2 参数识别方法

2.1 蜂窝纸板-质量系统的自由响应

蜂窝纸板的弹性系数很大[1,2,3],在冲击激励作用下,变形量很小,故可假定在一次冲击激励作用下,蜂窝纸板的弹性力和变形量之间呈线性关系。另外,假定蜂窝纸板的阻尼为理想黏性阻尼。因此,在考虑了蜂窝纸板的黏弹性后,蜂窝纸板-质量系统受到冲击激励的动态特性模型可写为

$m{}_{\text{g}}\ddot{x}(t)+c\dot{x}(t)+kx(t)-k{\displaystyle {\int }_0^t\Gamma }(t-\tau )x(\tau )\text{d}\tau =f(t)$ (7)

式中,mg为蜂窝纸板-质量系统中质量块的质量;c为蜂窝纸板线黏性阻尼的阻尼系数;k为蜂窝纸板的弹性系数;x(t)为蜂窝纸板的压缩量;f(t)为施加到蜂窝纸板-质量系统上的外界冲击载荷。

在蜂窝纸板-质量系统的自由响应阶段,因为载荷f(t)=0,故自由响应阶段蜂窝纸板-质量系统的动态特性模型为

$m{}_{\text{g}}\ddot{x}(t)+c\dot{x}(t)+kx(t)-k{\displaystyle {\int }_0^t\Gamma }(t-\tau )x(\tau )\text{d}\tau =0$ (8)

假定蜂窝纸板-质量系统自由响应的初始条件为

其中,x0、$\dot{x}{}_0$分别为蜂窝纸板-质量系统在t=0时的位移和速度。对式(8)进行拉普拉斯变换,得

$\begin{array}{l}m{}_{\text{g}}(s{}^{2}x(s)-\dot{x}(0)-sx(0))+c(sx(s)-x(0))+\\ kx(s)-kx(s){\displaystyle \sum _{i=1}^n\frac{a{}_i}{s+b{}_i}}=0(10)\end{array}$

式中,x(s)为x(t)的拉氏变换。

由式(10)得

$x(s)=\frac{m{}_{\text{g}}(\dot{x}(0)+sx(0))+cx(0)}{s{}^{2}m{}_{\text{g}}+sc+k(1-{\displaystyle \sum _{i=1}^n\frac{a{}_i}{s+b{}_i}})}=\frac{R(s)}{{\rm T}(s)}$ (11)

式(11)中,分母T(s)可化简为n+2次多项式,假定分母T(s)无重根,则式(11)可分解为

$x(s)=\frac{c{}_1}{s-p{}_1}+\frac{c{}_2}{s-p{}_2}+\cdots +\frac{c{}_{n+2}}{s-p{}_{n+2}}$ (12)

对式(12)进行拉氏反变换,得

$x(t)={\displaystyle \sum _{i=1}^{n+2}c}{}_i\text{e}{}^{p{}_{i}t}$ (13)

式中,pi为自由响应的极点;ci为自由响应的留数。

式(13)即为具有黏弹性的蜂窝纸板-质量系统在受到冲击载荷后,在t=0时获得一个初速度和/或初始位移条件下的自由响应的表达式。从式(13)可以看出,蜂窝纸板-质量系统的自由响应可表达为n+2阶指数函数叠加的形式。极点和留数以实数或共轭复数的形式出现。

2.2 识别自由响应数据的极点和留数

在记录了蜂窝纸板-质量系统自由响应数据后,式(13)中的极点和留数可通过Prony方法进行识别。

Prony算法将时间序列x(1),x(2),…,x(N)近似表达为

$\stackrel{⌢}{x}(n)={\displaystyle \sum _{i=1}^{n+2}c}{}_{i}z{}_i^{n}n=1,2,\cdots ,{\rm N}$ (14)

zi=epiΔT (15)

式中,$\stackrel{⌢}{x}(n)$表示对实际信号的估计;ΔT为采样时间间隔。

用Prony方法识别式(13)中的极点和留数的方法如下[15]:

(1)对实验中记录的时间序列x(1),x(2),…,x(N),取pe≫n+2,构造矩阵

$\mathit{R}=\left[\begin{array}{cccc}r(1,0)& r(1,1)& \cdots & r(1,p{}_e)\\ r(2,0)& r(2,1)& \cdots & r(2,p{}_e)\\ ⋮& ⋮& & ⋮\\ r(p{}_e,0)& r(p{}_e,1)& \cdots & r(p{}_e,p{}_e)\end{array}\right]$

(16)

$r(i,j)={\displaystyle \sum _{n=p+1}^{{\rm N}}x}(n-j)x(n-i)$

(2)用SVD-TLS方法[16,17]确定矩阵R的有效秩n+2及AR参数a1,a2,…,an+2。

(3)求方程1+a1z-1+…+an+2z-(n+2)=0的根zi(i=1,2,…,n+2),并根据式(15)求出自由响应的极点pi。

(4)式(14)可简写为

$\begin{array}{l}\mathit{{\rm Z}}\mathit{C}=\mathit{x}\\ \mathit{{\rm Z}}=\left[\begin{array}{cccc}z{}_1& z{}_2& \cdots & z{}_{n+2}\\ z{}_1^2& z{}_2^2& \cdots & z{}_{n+2}^2\\ ⋮& ⋮& & ⋮\\ z{}_1^{{\rm N}}& z{}_2^{{\rm N}}& \cdots & z{}_{n+2}^{{\rm N}}\end{array}\right]\mathit{C}=(c{}_1,c{}_2,\cdots ‚c{}_{n+2}){}^{\text{Τ}}\\ \mathit{x}=(x(1),x(2),\cdots ,x({\rm N})){}^{\text{Τ}}{\rm N}＞n+2\end{array}$

因此,参数向量C的解可由

C=(ZHZ)-1ZHx (17)

给出,其中,上标H表示矩阵的共轭转置。

利用上述方法可根据蜂窝纸板-质量系统的自由响应数据求出式(14)中的参数n、pi及ci。但该方法对噪声比较敏感,实验数据中的噪声会严重影响Prony极点估计的精度,因此需要对该算法进行改进。改进办法有采用高阶Prony算法、同时采用前向和后向预测法、采用基于奇异值分解的算法[18]。

高阶Prony算法将时间序列看作是一个阶数为P(P>n+2)的AR过程,利用该AR模型对自由响应数据时间序列进行拟合,并利用AR模型的参数求出时间序列的极点,改变P的值,在P值不同的条件下识别时间序列的极点。识别结果表明,选用不同的阶次时,n+2个真实时间序列的极点变化不大,而其他P-n-2个极点则随机分布,因此不同阶数条件下,预测的时间序列的极点会在真实极点处出现聚集。根据极点的聚集情况,可找出时间序列的真实极点。

由于实验采样频率较高,因此聚集的极点距单位圆很近,而由噪声引起的时间序列的伪极点通常也出现在单位圆附近,因而会增大识别时间序列极点的难度。通过同时采用前向预测和后向预测的方法可找到时间信号的极点聚集。在扩阶Prony算法中,前向预测的极点聚集出现在单位圆内,后向预测的极点出现在单位圆外,二者之间具有一一对应关系,因此可根据单位圆内前向预测的极点聚集,以及单位圆外后向预测的极点聚集,确定出时间信号的真实极点聚集。求聚集的前向预测的极点的平均值$\widehat{z}$i,并将其作为信号zi真实极点的估计值,根据式(17),可求得ci。

由于实验中记录的自由响应数据为加速度信号,对式(13)所示的位移信号进行二次求导,得

$\ddot{x}(t)={\displaystyle \sum _{i=1}^{n+2}c}{}_{i}p{}_i^2\text{e}{}^{p{}_{i}t}$

因此,在利用改进的Prony方法获得加速度信号的极点和留数后,位移信号的极点与加速度信号的极点相同,位移信号的留数ci与加速度信号的留数di之间的关系为

ci=di/p2i

2.3 动态参数识别

将式(13)代入式(8)可得

$\begin{array}{l}{\displaystyle \sum _{j=1}^{n+2}(}m{}_{\text{g}}p{}_j^2+cp{}_j+k-k{\displaystyle \sum _{i=1}^n\frac{a{}_i}{p{}_j+b{}_i}})c{}_j\text{e}{}^{p{}_{jt}}+\\ k{\displaystyle \sum _{i=1}^n(}{\displaystyle \sum _{j=1}^{n+2}\frac{a{}_{i}c{}_j}{p{}_j+b{}_i}})\text{e}{}^{-a{}_{i}t}=0(18)\end{array}$

由式(18)可得

$mp{}_j^2+cp{}_j+k-k{\displaystyle \sum _{i=1}^n\frac{a{}_i}{p{}_j+b{}_i}}=0$ (19)

j=1,2,…,n+2

${\displaystyle \sum _{j=1}^n\frac{a{}_{i}c{}_j}{p{}_j+b{}_i}}=0i=1,2,\cdots ,n$ (20)

因此,在利用改进的Prony方法获得蜂窝纸板-质量系统的自由响应数据的极点pi和留数ci后,整理式(20)可得

${\displaystyle \sum _{j=1}^{n+2}c}{}_j\pi {\displaystyle \prod _{i=1,i\ne j}^{n+2}(}p{}_j+b{}_i)=0$ (21)

求式(21)的根,可得参数bi。

蜂窝纸板-质量系统动态特性模型(式(7))中的其他参数可由下式求得:

$\left[\begin{array}{ccccc}p{}_1& 1& \frac{-1}{p{}_1+b{}_1}& \cdots & \frac{-1}{p{}_1+b{}_n}\\ p{}_2& 1& \frac{-1}{p{}_2+b{}_1}& \cdots & \frac{-1}{p{}_2+b{}_n}\\ ⋮& ⋮& ⋮& & ⋮\\ p{}_{n+2}& 1& \frac{-1}{p{}_{n+2}+b{}_1}& \cdots & \frac{-1}{p{}_{n+2}+b{}_n}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}c\\ k\\ ka{}_1\\ ⋮\\ ka{}_n\end{array}\right]=-m\left[\begin{array}{c}p{}_1^2\\ p{}_2^2\\ p{}_3^2\\ ⋮\\ p{}_{n+2}^2\end{array}\right]$

求解式(19)的最小二乘解,即可得到蜂窝纸板动态模型参数c、k、ai。

3 实验系统

为了对蜂窝纸板的动态特性进行测试,本文构建了蜂窝纸板-质量系统的冲击激励实验系统,如图2所示。该实验系统主要由蜂窝纸板-质量系统、冲击激励锤、数据采集系统构成。

蜂窝纸板试样由西安宏达包装材料厂提供,主要参数如下:厚度为40mm,面纸为300g/m2的再生挂面纸,芯纸为100g/m2的再生纸,蜂窝纸芯为正六边形(边长为5mm)。为便于实验,蜂窝纸板被切成200mm×200mm的正方形。实验前,蜂窝纸板试样放置到PL-4KP温湿度处理箱中预处理24h,处理箱的相对湿度设置为60%,温度设置为30℃。实验过程中,环境温度为32℃,相对湿度为46%。为保证实验的可靠性,将蜂窝纸板试样的上下面纸粘合到薄金属板上,再将上下薄金属板分别用螺钉与质量块和刚性底座相连接。

本文中采用的冲击激励锤为江苏联能电子公司生产的LC-02A型冲击激励锤。数据采集系统由低通滤波器、电荷放大器、动态数据采集器三部分构成。本实验采用的电荷放大器为江苏联能公司生产的YE5853A型放大器,该放大器内置有低通滤波器。实验设置的衰减率为-12dB/倍频程,截止频率设置为3kHz。本实验采用的动态数据采集器为江苏联能公司生产的YE6230B(16位)数据采集器。

本实验过程由江苏联能公司提供的YEC DASP软件包进行控制。记录方式设置为连续记录,采样频率设置为5000Hz。实验中,利用冲击激励锤对蜂窝纸板-质量系统进行冲击激励,同时记录冲击激励锤的冲击载荷和蜂窝纸板-质量系统的加速度响应。冲击激励锤的半正弦冲击波结束的时刻即为蜂窝纸板-质量系统自由响应开始的时刻。截取蜂窝纸板-质量系统的自由响应数据,利用本文所介绍的参数识别方法,可识别出蜂窝纸板的动态参数。

与其他的高分子缓冲材料相似,蜂窝纸板在不同的载荷条件下,其动态特性也各不相同。因此,改变图2所示的实验系统中质量块的质量,分别进行不同承载质量下的冲击激励实验,并进行参数识别。不同承载质量条件下,蜂窝纸板的动态特性参数如图3所示。在每个承载质量条件下,对蜂窝纸板-质量系统各进行5次冲击激励实验,将这5次参数识别结果的平均值作为蜂窝纸板动态参数列于图3中,图3还表示出了这些参数的误差范围。

从图3可看出,蜂窝纸板的动态特性随着外载荷的变化而变化。随着载荷的增大,蜂窝纸板的弹性系数减小,阻尼系数增大。在不同的载荷条件下,构造式(16),并识别出矩阵R的有效秩(均为4),因此,式(6)的黏弹性松弛核的阶次n=2可准确表示蜂窝纸板的黏弹性,且a1与a2,b1与b2均为共轭关系,因此,图3c～图3f仅列出b1和a1,a2和b2可通过求共轭获得。随着载荷的增加,蜂窝纸板-质量系统的黏弹性系数b的实部和虚部均减小。b的实部br为黏弹性引起的暂态响应过程中的衰减时间常数,即在衰减过程中,以exp(-brt)衰减。因此,在载荷较大的情况下,蜂窝纸板-质量系统的黏弹性衰减较慢,而在载荷较小情况下,衰减较快。b的虚部为黏弹性引起的暂态响应的振荡周期。因此,随着载荷的增大,黏弹性引起的暂态过程的衰减时间常数减小、振荡周期缩短。蜂窝纸板的黏弹性系数a的实部随着载荷的增加而增大,随着载荷的变化,a的虚部变化无明显规律。但可看出,随着载荷的增加,a的绝对值呈增大趋势,这说明,随着载荷增加,蜂窝纸板的黏弹性逐渐提高。也就是说,蜂窝纸板的黏弹性在载荷较大的条件下表现得更为明显。

4 结论

(1) 在冲击激励作用下, 考虑了蜂窝纸板的黏弹性,将蜂窝纸板建模为具有黏弹性的线弹性材料,并将其黏弹性松弛核表示为复指数函数叠加的形式。

(2)推导了黏弹性材料自由响应的表达式,采用改进的Prony方法识别自由响应数据的极点和留数,给出了蜂窝纸板-质量系统动态参数识别的方法。

(3)构建了蜂窝纸板-质量系统冲击响应的实验系统,通过该实验系统记录的实验数据和本文介绍的参数识别方法,识别出不同承载质量条件下蜂窝纸板的动态特性参数。

马蜂窝作文 篇5

“好酷啊!”酷妹左手放在右肩膀上，右手放在左肩膀上，“你真帅，不愧是我们酷家族的骄傲，快说说，想出一个什么好主意呢?”

马笑走到酷哥身旁，拍了拍酷哥的肩膀，眼睛笑眯眯，眉毛弯弯的，说：“酷哥一出马，万事都解决啊，我们班的点子大王总是在危难的`时刻该出手时就出手，真是天下无双，世界一流呀!”

酷哥双手抱在胸前，翘着二郎腿，不停地抖着右脚，双眼盯着天花板，说：“这主意很简单呀，我八百年前就想出来了。”

“Oh,My God!”班里的英语迷李洋眼睛睁得大大的，张着嘴，右手拍着胸脯，说：“八百年前想出来的乃妖怪也!吓死我了。”

同学们纷纷嘲笑起酷哥来。

“原来是妖怪呀!”

“酷哥变成妖怪了!”

“太可怕了，咱们以后别理他了!”

“难怪他能想出这个主意，原来是妖怪!”

……

酷妹为酷哥打抱不平，撒娇地说：“讨厌!不许你们这样说酷哥!”

酷哥很生气，左手叉腰，右手拍着桌子，眼睛睁得大大的，眉毛紧锁，呲着牙说：“这主意就是我想的，你们不相信我就不说了!”说完，酷哥站起来就要走。

同学们纷纷请求酷哥留下来说出那个好主意：

“你别走呀，讲出你的好主意吧!”

“你不是最喜欢我的橡皮吗?你说出好主意，我就把这块橡皮送给你。”

“你说出来我就带你去我家玩。”

“你把主意说出来，你今天的值日我帮你做。”

蜂窝煤变古玩 篇6

即将离开时，他突然发现在靠大门的角落里，有个形状怪异的东西躺在那里，那密密麻麻的窟窿眼，让他觉得很稀奇。于是，他对店老板说：“这件东西我要了，请您开个价。”

店老板望着他手上的东西，又听他打听价格，还以为自己耳朵出了毛病。当再次确定后，店老板眼睛发直了，但还是很快镇静下来，伸出两个手指头，意思是说两元人民币。他却用生硬的中国话问道：“是两千美元吗？”

店老板惊得语无伦次，慌乱地应道：“是，是。”

他高兴地连连说着“不贵不贵”，拿出两千美元递给店老板后，虔诚而小心地把那“古玩”用一块大手绢精心包裹好，对店老板道谢后，带着满意的笑容离开了。

店老板回过神来后，忙把老婆从后堂喊出来，把刚才的情景对老婆描述了一番。夫妻俩乐得泪流满面，却也同时想到一个问题：赶快关了店门，别让那老外找后账。

第二天，古玩街传开了一个消息：“诚信古玩店”的老板，以两千美元把一块“蜂窝煤”当古玩卖给了一个老外。后来，凡来这条街淘古玩的人都知道了，“誠信古玩店”老板用一块蜂窝煤骗了外国人两千美元。再后来，“诚信古玩店”就从那条街上神秘消失了。

（编辑/张金余）

蜂窝纸板 篇7

在蜂窝纸板本构模型方面,主要研究了蜂窝纸板静态荷载和冲击荷载下压缩过程中各个阶段的力学本构方程,以及等效弹性模量计算模型、非线性黏弹塑性模型以及不同应变率下的变形模式[9,10,11]等。在泡沫塑料的本构模型方面,主要研究了考虑大变形、温度效应和应变率效应的泡沫材料的压缩模型[12,13,14]。将聚氨酯填充到蜂窝纸板中,聚氨酯泡沫这一增强相的加入改善了蜂窝纸板的力学性能,同时也使其本构关系变得更为复杂。目前为止,文献中针对聚氨酯蜂窝纸板的动态弹塑性本构关系模型的研究很少,只能参考聚氨酯或蜂窝纸板的一些本构方程。

本工作利用改造的马歇特落锤进行冲击实验,测试了聚氨酯蜂窝纸板的动态力学性能,并对这一新型复合材料的动力学本构模型进行研究。

1 动态冲击实验

1.1 实验材料

聚氨酯泡沫采用上海沪泾建材有限公司生产的单组分聚氨酯泡沫填缝剂(简称OCF)获得。将聚氨酯填缝剂瓶罐倒置并均匀晃动约1min,然后打开喷嘴将均匀发泡的聚氨酯泡沫冲入自制的模具,待其固化后拆模,并根据实验所需切割成厚度为20,15mm和10mm的单纯聚氨酯试件。

蜂窝纸板选用了三种规格:孔径6mm、厚度15mm;孔径8mm、厚度20mm;孔径10mm、厚度20mm。将刚发泡的半固体状的聚氨酯泡沫用喷头均匀喷涂在蜂窝纸芯表面,这时要从纸质蜂窝芯的喷涂聚氨酯泡沫一面进行加压,使得聚氨酯泡沫能够通过纸质蜂窝芯并从另一端溢出(如图1所示)。

图1 复合材料制作步骤图Fig.1 Fabrication of composite material

1.2 实验设备

空投缓冲系统的冲击仍属于低速低载荷的冲击,因此选择重锤实验作为研究新型聚氨酯蜂窝纸板复合材料的实验方法。在东南大学力学实验中心研发的马歇特落锤实验设备(图2)基础之上,改装成具备测试与数据采集分析功能、符合聚氨酯蜂窝纸板复合材料特点的一套冲击实验设备。

信号测试系统包括信号测量和数据分析两个模块。信号测量模块包括冲击位移传感器和应变式力传感器,在冲击过程中,安装在两侧支架上的挠度式位移计或安装在下夹板孔内的竖直位移计记录位移时程曲线,所受冲击力由位于下夹板下的应变式力传感器记录,完成整个冲击过程。数据分析系统主要包括计算机和基于LabVIEW的四通道采集分析程序,LabVIEW程序实现了对位移和力信号的同步采集(图3)。该套落锤冲击实验设备能够独立完成冲击过程和数据采集分析过程,选定力信号和位移信号具有相同时间起点,实测得到的力信号和位移信号真实有效可信,信噪比符合控制范围。经过上述过程,就可以得到每一次冲击过程的载荷-位移曲线。经过进一步计算,可以获得反映新型聚氨酯蜂窝纸板材料的动应力-动应变特征曲线。

图2 落锤冲击实验系统Fig.2 Drop test arrangement

图3 数据传感与测量系统Fig.3 Data sensing and measurement system

1.3 实验方案设计

一般要求当空投装备物资到达地面时,其着地速率为3~6m/s,大约相当于从0.5~1.8m处跌落[15],这为选择合适的冲击速率进行实验提供了依据。为了真实模拟这一工况,最终采用的冲击速率为5m/s,这相当于从1.25m高度处自由下落到达地面时的速率。

假设空投时缓冲衬垫面积为4m×2.5m,空投质量为1000~8000kg,则触地面积均布载荷为100~800kg/m2,即要求落锤均布质量为100~800kg/m2。假设动态力学实验所用试件标准面积为5cm×5cm,那么其对应质量范围应该为0.25~2kg。这样,选择重锤质量为2kg,对应的实际状况为在1m2的面积上空投800kg装备。以上重锤质量和高度设置基本符合中轻型空投乃至重型空投的实际工况,在此基础上,进一步进行了试件方案的设计。

实验共分A,B,C,D四组进行研究。为消除偶然误差,每组的每种试件均制作3个,冲击后得到的数据取平均值。

本文仅列出A组的试件参数,A组实验方案将复合材料中的蜂窝纸芯孔径作为变量进行研究,试件孔径大小遵循单变量法则,即在其他因素相同的条件下改变试件内蜂窝纸芯骨架的孔径大小,共有3种,具体试件编号和参数情况如表1所示。

表1 A1~A3号试件参数Table 1 The parameters for test set A1-A3

2 复合材料动态缓冲性能影响因素分析

2.1 复合材料孔径大小对其动态缓冲性能影响

为了考察孔径变量对复合材料动态缓冲性能的影响,现固定其他因素只改变孔径进行考察:试件编号为A1,A2和A3,A1为孔径6mm、厚度15mm的复合材料,A2为孔径8mm、厚度15mm的复合材料,A3为孔径10mm、厚度15mm的复合材料。这组的缓冲性能曲线比较见图4(a)。

随着蜂窝纸芯的孔径增大,复合材料的屈服强度和弹性极限都有所下降,动应力-动应变曲线幅值减小,但屈服阶段对应的应变区间基本不变。

图4复合材料动态缓冲性能的四种影响因素分析(a)孔径;(b)厚度;(c)横截面积;(d)冲击速率Fig.4 Analyses of four kinds of influencing factors of composite material dynamic buffering performance(a)core diameter;(b)thickness;(c)buffering area;(d)impact velocity

2.2 复合材料厚度对其动态缓冲性能影响

B1,B2和B3是其他参数相同厚度不同的三种试件,其孔径都为8mm。其中B1的试件厚度为10mm,B2的试件厚度为15mm,B3的试件厚度为20mm。这组的缓冲性能曲线比较见图4(b)。

在同样冲击速率(应变率相同)的情况下,随着复合材料厚度的逐渐增大,它的动态屈服强度和动态弹性极限会随之下降,同时动应力-动应变曲线的幅度逐渐减小,但各个阶段对应的动应变区间基本不变。

2.3 复合材料横截面积对其动态缓冲性能影响

C1,C2和C3试件为只有横截面积不同而其他参数相同的三种试件,其中C1的横截面规格为5cm×5cm,C2的横截面规格为7cm×7cm,C3的横截面规格为3cm×3cm。这组的缓冲性能曲线比较见图4(c)。

在一定范围内,随着横截面积的增大,其动态屈服强度和动态弹性极限都有所下降,动应力-应变曲线的幅度逐渐减小,但屈服阶段对应的动应变区间基本不变。

2.4 冲击速率对复合材料动态缓冲性能影响

实验过程主要通过落锤坠落高度的不同来控制冲击速率的大小,共设置三个高度梯度,分别为1.00,1.25m和1.50m,通过计算可以得到对应的速率梯度为4.47,5.00m/s和5.48m/s。挑选试件编号为D1,D2和D3,它们都是孔径6mm、厚度15mm、面积为5cm×5cm的复合材料。D1对应高度为1.00m,速率为4.47m/s,D2对应高度为1.25m,速率为5.00m/s,D3对应的高度为1.50m,速率为5.48m/s。这组的缓冲性能曲线比较见图4(d)。

在有限的范围内,随着冲击速率的逐渐增大,其动态屈服强度和动态弹性极限会随之提高,同时动应力-动应变曲线的幅度逐渐升高,但弹性阶段、屈服阶段和压实阶段所对应的动应变区间基本不变。

3 复合材料动态压缩本构模型

文献[12]在建立聚氨酯泡沫本构关系时将环境温度和相对密度及应变率等因素考虑进去,提出了经验型本构关系:

式(1)中环境温度T与相对密度ρ对应力的影响是单一的,与应变ε、应变率基本上无关;而则主要反映了应变率对应力的影响,形状函数f(ε)定义为在某一参考相对密度、参考温度、准静态加载下的应力、应变的曲线函数,它能很好地模拟材料变形的全过程。本构关系(1)考察了三种温度(-20,20,60℃)下的应力-应变曲线,将温度的影响函数H(T)定义为双折直线形式。关于相对密度对应力的影响函数则简单定义为线性形式。

胡时胜等[13]对本构关系(1)进行了修正,在修正的本构关系中不包含温度,并且通过实验研究发现,应变和密度两者是耦合在一起影响着应力。关于应变率对应力的影响则采用基于热激活机制的Seeger模型,得到拟合的本构关系(2):

式中:A,B为材料系数;为选定的一种参考应变率;C为拟合参数。

基于聚氨酯蜂窝纸板复合材料的动态压缩实验数据,对本构关系(1)引入了孔径大小的影响因素,然后基于实验数据用数值方法拟合了聚氨酯蜂窝纸板复合材料应变率、应变以及孔径大小的动态压缩本构关系。

根据落锤冲击实验可知,速率变化范围很小(从4.47~5.48m/s),基本上可以认为冲击速率与应变率成正比关系,即

式中k为正比例系数。

这样,就将本构关系(1)中的应变率变量转变为了速率变量。

形状函数选用多项式形式来对其加以描述,即

根据上述实验结论,结合本构关系(1),现提出包含蜂窝纸芯孔径大小、应变、应变率参数的具有简单形式的本构方程:

应用已经取得的实验数据对本构关系进行数据拟合,为了提高拟合精确度,使得拟合效果更好,选择n=6进行本构方程的拟合。

选取A1试件作参考,令v0=5,ρ0=6,并利用试件A1(其数据参见表1)的应力-应变曲线进行多项式拟合,即由孔径6mm复合材料为基准拟合本构关系。经6次方拟合,得到相关参数见表2,f(ε)数据拟合求解图如图5所示。

表2 试件拟合参数Table 2 Parameter values of fitting

图5形状函数的数据拟合曲线Fig.5 Data fitting curve of shape function

因此,拟合得到的形状函数为:

R2为0.89271。

本次拟合的残差图见图6,残差表征了变量与拟合曲线纵坐标之间符合所拟合函数之间的关系显著程度。由图6可知,所得曲线的拟合效果较好。

利用得到的形状函数,进行系数A和B的求解工作。

选取A4试件的实验数据进行拟合,可知v=v0=5,ρ=8,即由孔径8mm的复合材料进行基准拟合其本构关系。经过拟合,得到A的值为-0.1。

同样,选取D 1的实验数据进行拟合,可知v=4.47,ρ=6,即由孔径8mm的复合材料进行基准拟合其本构关系。经过拟合,得到B的值为0.698。

图6 形状函数拟合后的残差检验图Fig.6 Residual checkout of shape function fitting

这样,本构关系式中的参数确定,同时对参数适当省略小数并添加一个屈服后期指数修正项[16],最终得到:

通过推导出的本构关系对其余试件进行应用,并与实验测得的应力-应变曲线进行对比,达到本构模型验证的目的。

通过图7拟合可以发现,复合材料的动态本构关系模型对于试件的拟合有一定的效果,曲线的大部分数值能够与实测值对应,尤其是在孔径变量对动态力学性能的影响这一方面吻合较理想。普遍来看,本构方程拟合得到的曲线对于复合材料弹性阶段拟合得较好,对于失稳阶段(复合材料表现通常不明显)的拟合稍有不足。对于屈服阶段的拟合在屈服强度上相差并不太大,在达到压实段后,拟合结果不错。另外,本构方程对于各个试件对应的各应变区间把握得非常好,基本保持了与试件各阶段对应应变区间的同步化。

图7四种影响因素的本构模型曲线与实验数据曲线对比(a)孔径;(b)冲击速率;(c)横截面积;(d)厚度Fig.7 Constitutive model vs experiment data curves under four kinds of influencing factors(a)core diameter;(b)impact velocity;(c)buffering area;(d)thickness

4 结论

(1)复合材料的动态屈服强度和动态弹性极限随着蜂窝纸芯的孔径、复合材料厚度和横截面积的增大而减小,随着冲击速率的增大而提高,同时动应力-动应变曲线的弹性阶段、屈服阶段和压实阶段所对应的动应变区间基本不变。

蜂窝式钢框架蜂窝节点有限元分析 篇8

在对蜂窝式钢框架梁柱节点进行有限元分析时, 有限元模型的建立是必不可少的。本文介绍了在对蜂窝节点进行有限元建模时的基本步骤, 最后通过模拟分析得出蜂窝节点的破坏形态, 然后与实验的破坏形态进行了对比分析。

1 单元的选取

在对薄壁钢构件的有限元分析中, 一般采用壳体单元或者三维实体单元进行分析[1,2,3,4]。AN-SYS中提供了一系列壳体单元, 常见的有SHELL63 (4节点弹性壳体单元) 、SHELL93 (8节点壳体单元, 适用于曲面壳体的单元划分) 以及SHELL181 (4节点壳体单元, 适用于薄到中等厚度的壳体结构) , 本文采用SHELL93单元建立蜂窝式钢框架梁柱节点的有限元模型进行分析。

shell93单元的每个节点都具有6个自由度:沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动和沿节点坐标系X、Y、Z轴的转动。变形在两个方向上都是二次的, 能够详细的分析构件的应力分布情况。

2 材料属性

本文在分析计算中, 把钢材的应力-应变曲线简化为双折线模型形式, 因此ANSYS分析中使用经典双线性随动强化模型 (BKIN) , 该模型包含弹性斜率和塑性斜率, 使用了随动强化模型的Vin-mises屈服准则, 包含有包辛格效应。在应变时, 钢材应力-应变曲线取线段I, 即认为钢材为线弹性的, 该线段斜率即为弹性模量;在应变后, 钢材已经屈服, 钢材应力-应变曲线取线段II, 屈服后切线模量根据Y.Higashibata的建议, 大约取为初始弹性模量的2%左右。见图1所示。Á

3 基本模型的建立

几何模型的建立采用了由下到上的建模方法, 即先建立关键点, 通过点生成线, 在通过线生成面。由于蜂窝钢梁和钢柱腹板都开孔, 相比实腹梁剪力对蜂窝钢梁的受力性能影响比较大, 所以分析时应考虑几何非线性和材料非线性。由大位移和大转动引起的非线性问题称为几何非线性。几何非线性的特点是结构在载荷作用过程中产生大的位移和转动。如板壳结构的大挠度, 此时材料可能仍保持为线弹性状态, 但是结构的几何方程必须建立于变形后的状态, 以便考虑变形对平衡的影响。考虑几何非线性, 可以准确预测构件的大变形, 也可以考察开孔处腹板屈服后的应力重分布, 可以详细研究腹板孔洞上下T型截面两端塑性铰的形成;考虑材料的非线性, 可以使得蜂窝钢梁腹板孔洞上下的T型截面在轴力和剪力的联合作用下的抗弯能力得到充分发挥[5,6,7,8], 有限元模型如图2所示。

4 有限元结果对比分析

利用ANSYS的通用后处理器 (POST1) 及时间历程后处理器 (POST26) 可以提取框架在任何加载过程中的应力云图、变形以及在加载过程中各节点的内力变化情况以荷载的变化情况等数据, FWJD的破坏形态如图4所示。通过提取的有限元模拟结果与试验结果进行对比分析, 寻找正确的有限元分析方法。

5 结论

从上图可以看出, 从FWJD的模拟破坏形态和试验的破坏形式对比可以看出, 试件的最后破坏形态均在梁上第一个孔洞处发生局部破坏, 节点域没有明显的变形, 模拟破坏和实验破坏形态基本相同, 验证了有限元模型的正确性和有限元分析的有效性。

参考文献

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[2]任重, 编著.ANSYS实用分析教程[M].北京:北京大学出版社.

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[6]洪庆章, 刘清吉, 郭嘉源, 编著.ANSYS教学范例[M].北京:中国铁道出版社, 2002.

[7]刘燕飞.蜂窝式钢框架梁柱节点静力性能试验研究, 2009.

[8]任青华, 李晓红.节点域加劲肋设计研究[J].建筑设计, 2007, 5.

[9]李青山.圆孔蜂窝节点的有限元分析[J].沈阳建筑, 2007.

蜂窝式营销的魔力 篇9

让“内行者”影响

简单地说,蜂窝式营销是通过征集志愿者试用产品,然后让他们根据亲身体验向其他人推荐产品的一种营销方式。这种营销方式的理念是:人们在公共场合看到产品使用的次数越多,或者从他们所认识和信任的人那里听到这种产品的次数越多,他们就越有可能为自己购买这种产品。当然,口碑很久以来就被许多人用作购买他们所喜好产品的依据,人们也据此了解自己所喜好的电影、书籍和餐馆方面的新信息。营销学教授杰瑞·韦德(Jerry Wind)说道:“多年以来,人们已经认识到了口碑在说服和打动以及影响消费者行为方面起着巨大的作用。口碑比传统的广告更具可信度。”但是直到近期,公司才开始建立相关的营销体系,并且试图在营销活动结束后对其效果加以测量评估。卡恩认为:“蜂窝式营销本身并不是新事物。对各种不同种类的蜂窝式营销大肆炒作才是过去所未见的。”

让你感受“圈内人”

蜂窝式营销是一种与传统的电视广播广告不同的营销方式。后两者是经典的“大众营销”方式,其性质是将信息在尽可能大的范围内扩散传播开,并且假设这种方式是让尽可能多的感兴趣的消费者接触到信息的最佳办法。而蜂窝式营销,又可称之为“微观营销”。假定人与人之间的营销信息传递更加有效,因为这更个人化。蜂窝式营销的假设是在满足以下条件时,其传播信息可比广告信息接触到更多的人群:这个条件就是必须聘请大量有着广泛社交圈的人,并且这些人在向其他人推销产品时没有任何不安。

通过某项调查发现,超过半数的轿车、信用卡和宠物类产品的广告被电视观众所忽略。并且,42%的家用产品广告和45%的快餐食品广告也被忽略。在拥有Ti Vo等个人视频录制设备的观众中,广告被忽略的情况更加严重。其中,95%的快餐食品广告、68%的轿车广告、80%的宠物类产品广告和94%的金融产品广告都被观众忽略过。韦德认为:“30 秒商业广告的影响力正变得越来越弱。我们必须认识到广告开支中的大部分都是被浪费了的,因此广告商必须寻找其他的渠道和创意来推销他们的产品。”

但是,并非所有的产品都能通过蜂窝式营销进行有效的推广。卡恩称:“这必须是一个令人感兴趣的产品。产品必须与流行趋势吻合,它们必须传递很酷的信息。如果无法做到这一点,那么蜂窝式营销就无法发挥作用。”卡恩认为,符合以上特征的产品包括时尚和文化产品,例如,电视秀、书籍和电影——任何能让人产生“圈内人”归属感的事物。卡恩说:“这些产品的价值必须源自人们的社会交往。你的衣着、你看的电影、你阅读的书籍——所有这一切都会受到社会意见的影响。

战术式地运用

无论蜂窝式营销现在有多成功,令人担心的是,这种营销方式的效果将由于过度使用而不可避免地下降。营销学教授彼得·费德(Peter S.Fader)称:“营销人士必须明智地使用蜂窝式营销以确保它的效果。否则,人们会对此感到怀疑,甚至恼怒,并对营销者所传递的信息完全不加理睬。”费德并不认为蜂窝式营销会成为公司有效的营销利器,他的理由是公司在发现了一种新的营销手段后总是不加节制地加以使用。费德还称,也许更为重要的是,公司往往将有用的营销战术和真正的营销战略混淆起来。

人们必须认识到,这并不是一种战略,这只是一种战术。这是非常重要的区别。蜂窝式营销是一家公司在将新产品推向市场时所应部署的许多要素之一。它是一种特殊的战术。但是现在公司都过分倚重于这种战术,而对它们应当真正注重的战略视而不见。费德的看法是,现在闹得沸沸扬扬的蜂窝式营销就像20 世纪90 年代末席卷互联网的热浪,当时许多公司都把网络及其技术误认为是一种新的商业战略,而不是销售和信息渠道。“你的战略是你未来的整体部署。通常这是对一些更加重要问题的答案,例如‘我们是慢节奏地渗透进市场还是一下子引爆市场’?举例来说,电影的销售需要快速引爆市场,而MRI设备的销售则需要潜移默化地影响市场,这是两种截然不同的销售模式。下一步,你应当问自己——我们是否采用高价进入、逐步降价的战略?还是采用低价进入、逐步提价的战略?我们是否采用逐步渗透来达到信息传播的目的?这些才是战略问题。”

只有在战略确定之后,才有战术的用武之地。

营销学教授戴维·贝尔(David R.Bell)曾对网上零售商Netgrocer的零售采购模式进行研究。据他称:“我们认为蜂窝式营销效果在消费者第一次尝试产品时最为显著。这是一家通过联邦快递公司向全美各地发送不易变质的杂货商品的网上公司。对于传统的杂货店而言,其客户一般位于商店10英里半径的范围内。而对于一家送货地点遍布各地的网上商店而言,我们预计没有什么地理模式。“但是研究结果却表明,存在着很强的地区性聚集现象:新的客户来自老客户所居住的地区。这表明其中存在着非常显著的社会传播模式,即口碑传播。”

但是,贝尔也发现了其他一些现象:口碑传播是有有效期的。“人们在第一次尝试新事物时,由于没有亲身经历而无法作出判断,因此他们会根据熟人的推荐进行尝试。但是对于回头客,这种特殊的模式根本不适用,因为再次购买的决定不需要依赖于其他人的信息。如果你喜欢第一次所购买的商品,你将会再次购买它。事情就是这样。”

剑羚蜂窝织炎诊治 篇10

一、临床症状

2010年10月3日, 我园发现成年雌性剑羚右后肢股外侧皮肤出现椭圆形肿胀, 直径大小为35厘米×25厘米, 患处有波动感, 患处弥散性肿胀, 触诊局部增温, 有坚实感, 体温39.6℃。精神沉郁, 食欲减退, 鼻镜干燥。

二、发病原因

剑羚长角攻击力较大, 其性情胆小、神经质易受惊吓, 常因群体之间争斗或应激性的撞击造成皮下组织损伤, 易发生感染, 甚至造成蜂窝织炎。

三、治疗

治疗原则采取彻底清创、抗菌消炎、提供全价优良饲料、增强机体抗病能力。

1. 化学保定

对剑羚估重140公斤, 所用麻药为进口麻药盐酸埃托啡, 0.8毫升肌注。肌注2分钟后出现步态不稳, 盲目向前走动, 12分钟倒地, 四肢卧于地面, 头仍抬起。再肌注1毫升陆眠灵, 20分钟头侧于地面, 反抗意识减弱, 人为辅助保定, 实施检查。治疗结束后静注0.8毫升环丙羟丙吗啡、2毫升陆醒宁, 1分钟后能站立。

2. 清创与消炎

患处及周围皮肤剪毛, 消毒, 在肿胀部位的下部做切口, 喷射出大量黄色伴有腥臭味干酪样脓性污物, 排净污物后分别用双氧水、生理盐水、碘伏进行腔内冲洗消炎, 最后撒入消炎粉, 甲紫涂于创口表面。颈静脉输液0.9%氯化钙500毫升;输入160万单位青霉素6支;为防止厌氧菌感染, 输入克林霉素0.9克。

10月4~21日, 用吹管远距离肌注青霉素480万单位、链霉素100万单位、克林霉素0.9克, 每日2次, 连用15天。口服头孢氨苄6粒、维生素C5粒、复合维生素B6粒、九合维生素3粒, 每日2次, 每日喷涂甲紫。经过近20天治疗, 该剑羚痊愈。

3

饲喂全价饲料, 针对剑羚消瘦、体质弱、抵抗力差, 我们在日粮的基础上添加苜蓿饲料、去壳花生、胡萝卜和苹果、玉米粒, 提供全价优良饲料, 精管细喂。饲料配方:玉米45%、高粱9%、麦麸28%、豆粕12%、鱼粉1%、添加剂5%。

四、体会

为防止因争斗或应激性撞伤发生, 应该控制饲养密度, 增大饲养空间, 在其发情期合理地调整种群, 尽可能地避免争斗。加强饲养管理, 认真观察, 有外伤立即处理, 避免感染恶化。

开拓纸蜂窝材料新思路 篇11

作为一种绿色环保材料，纸蜂窝材料具有重量轻、强度高等优越性能，广泛应用于航空航天、家具制造、建筑、车船制造、轨道交通、包装等行业，并成为“以纸代木”理想的包装材料。在我国经济结构转型升级的背景下，加快转变经济发展方式，调整优化经济结构已成为目前经济发展的主旋律。与此同时，推广使用轻质、节能、环保的包装材料已经成为大势所趋，纸蜂窝材料逐渐成为了人们关注的焦点，并在包装领域得到了重视与发展。

纸蜂窝材料虽然具有极大的发展潜力和应用前景，但由于技术发展不成熟以及受传统观念的影响，在我国应用推广方面仍存在一些难题，如成本、质量、标准等方面。如何突破瓶颈，推动纸蜂窝材料的健康发展，是业内人士密切关注的话题。

顺经济发展之潮流，应行业发展之趋势，中国包装联合会纸制品包装委员会于4月8～10日在上海新国际展览中心举办了2014上海国际纸蜂窝工业展览会，汇集了纸蜂窝新产品、新技术、新设备，为纸蜂窝行业的发展引入新的概念与思路。展会同期，主办方还举办了中国首届纸蜂窝发展论坛，邀请了纸蜂窝行业的领军人物、专家学者针对纸蜂窝材料当前面临的问题，共同探讨发展之道。作为行业领先的专业媒体，《印刷技术》也一直非常关注纸蜂窝技术在国内的发展应用情况，并希望借此展会之机，为国内包装印刷界同仁传递纸蜂窝行业最前沿的动态，最创新的技术和最先进的理念。在此，特摘录论坛上部分演讲专家的精彩观点与大家分享，希望能为业内开拓纸蜂窝市场带来新思路。

大班体育活动:百变纸板 篇12

1.探索纸板的多种玩法。

2.尝试用双脚跳远、跳高、跳准等方式跳纸板 , 发展跳跃能力。

3.激发不断挑战自我的意识。

活动准备

1. 长约100cm、宽约25cm的纸板人手一块 , 纸板两头的两面分别贴上魔术贴(公、母各一条),便于幼儿连接纸板;音乐《夜的钢琴曲》。

活动过程

一、预备活动

(活动前,教师在场地摆好纸板)

师:让我们来做个热身运动吧! (教师带幼儿根据哨声的节奏练习S型跑、快跑、慢走、侧身走以及跨等动作)

(分析:以纸板布置场地,让幼儿练习快跑、慢走等,既起了热身的作用,同时又为后面的玩纸板做了铺垫)

二、幼儿探索纸板的各种玩法

(一)尝试玩纸板

1.幼儿自由探索纸板的不同玩法。师:今天纸板要和小朋友做游戏。现在每人拿一块纸板,去试一试、玩一玩。

2.交流示范。师 :刚才小朋友玩的花样可真多 ,谁来说说你是怎么玩的。

教师鼓励幼儿说一说、做一做自己独创的玩法,并带领其他幼儿学学同伴的玩法。

(分析:教师给幼儿充分的时间去自主探索纸板的不同玩法,并创造机会让幼儿展示,充分体现了教学过程中幼儿的主体性)

(二)合作玩纸板

1.尝试合作玩纸板。师:小朋友刚才是一个人玩的,那能不能和好朋友一起合作玩纸板呢? 去试一试吧!

2.小组交流示范。师:老师发现你们和好朋友玩得很开心,谁来说一说你们是怎么玩的。

教师鼓励幼儿说一说、做一做自己小组独创的玩法,同时引导其他小组的幼儿学习模仿。

(分析 :因为纸板 两头的两面 分别贴上 了公、母魔术贴,所以纸板可以随意拼接、组合,活动材料的可塑性充分调动了幼儿和同伴一起探索的欲望)

三、跳纸板

(一)练跳远

准备: 幼儿分三队站好, 教师在三队前面间隔100cm左右,平放三块纸板。

师:刚才,我们用纸板玩了走长龙、爬、滚,老师还会用纸板玩双脚跳远呢(教师示范),你们想不想试一试? 谁来试一试? (幼儿示范跳)

师:告诉大家你是怎么跳的。

师:刚才你已经跳过了纸板,现在请你再试一试怎样才能跳得更远。 (幼儿尝试)

师:这一次你为什么跳得更远了? (幼儿表达后,教师帮助总结动作要领)

师:让我们一起来试一试吧! 三组同时练习跳,跳完的小朋友排到原来队伍的后面。 (幼儿练跳远,教师注意对动作不正确的幼儿给予个别辅导)

(二)练跳高

准备: 幼儿分三队站好, 教师在第一队前面间隔100cm左右 ,平放三块纸板 ;在第二、第三队前面间隔100cm左右,竖着放三块纸板,高度大约25cm。

师:刚才小朋友跳过了平放着的纸板,现在老师把纸板竖起来, 你们还能跳过去吗? 想不想挑战一下自己? 谁来试试? (教师请一名幼儿尝试跳高)

师:现在你们自己选择,想练跳远的排第一队,想练跳高的排第二、第三队。

(三)练跳准

准备: 幼儿分三队站好, 教师在第一队前面间隔100cm左右 ,平放三块纸板 ;在第二队前面间隔100cm左右,竖着放三块纸板,高度大约25厘米;在第三队前面间隔100cm左右,放三个用纸板拼接起来的高度约为25cm的“纸箱”。

师:刚才小朋友跳得都很棒,老师再增加难度,不但要跳得高,还要跳得准,要一下子跳到“纸箱”里。哪个勇敢的小朋友先来试一试?

师:现在你们自己选择,想练跳远的排第一队,想练跳高的排第二队,想练跳准的排第三队。

(分析 :活动内容由跳远 到跳高再 到跳准 ,难度层层递进,幼儿不断挑战自己。同时,教师提供不同难度的活动,让每个幼儿均得到锻炼和提高)

四、放松运动

师:今天我们用纸板跳得又远又高又准,你们对自己满意吗? 现在我们放松一下吧!

放音乐《夜的钢琴曲》),幼儿在音乐声中做放松练习。