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蜂窩紙板中蜂窩的結(jié)構(gòu)性能研究

來源： 2007年02月06日 09:34

1. 研究目的與意義:

蜂窩紙板是一種新型環(huán)保材料，它在節(jié)約木材、減少白色污染、消除貿(mào)易壁壘和經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)性方面具有廣闊的發(fā)展前景。蜂窩紙板具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、減震、耐沖擊和節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)。

文章經(jīng)過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，分析厚度、環(huán)境等對(duì)紙板平壓、側(cè)壓以及彈性模量的影響，并討論分析結(jié)果，zui終在理論和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出蜂窩紙板的優(yōu)勢(shì)及綜合性能*時(shí)的厚度和環(huán)境條件。

2. 影響蜂窩紙板強(qiáng)度性能的因素 :

影響蜂窩紙板性能的因素很多，其破壞的機(jī)理十分復(fù)雜，如蜂窩芯紙的好壞，蜂窩厚度以及生產(chǎn)工藝的好壞等都對(duì)蜂窩紙板強(qiáng) 度都有影響。另外，蜂窩孔的形狀對(duì)強(qiáng)度也有影響（見下圖）。其中以有加強(qiáng)帶的六角形蜂窩的強(qiáng)度為zui高，其次是正六邊形蜂窩。

（ a ） — 正六角型；（ b ） — 菱形；（ c ） — 矩形；（ d ） — 正弦曲線型；（ e ） — 有加強(qiáng)帶六角型
不同形狀蜂窩孔

3. 蜂窩紙板的性能研究

（1）實(shí)驗(yàn)取材及實(shí)驗(yàn)環(huán)境

平壓和側(cè)壓試樣均為 60 × 60 × 10mm 、 60 × 60 × 20mm 、 60 × 60 × 25mm ，其中，側(cè) 壓試樣隨蜂窩六邊形方向的不同分為兩種，我們稱為 A 、 B 兩種類型，如下圖所示。彈性模量試樣分別為 200 × 60 × 10mm 、 200 × 60 × 20mm 、 200 × 60 × 25mm 。

（2）實(shí)驗(yàn)條件分為以下三種：

條件Ⅰ： 60 ℃恒溫條件：將試樣放在干燥箱里存放 30 小時(shí)后取出密封并迅速進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得試樣此時(shí)終含水率為 2.73% ；

條件Ⅱ：常溫條件：常溫下（ 24 ℃－ 26 ℃）、平均相對(duì)濕度約 55% ，試樣終含水率為 8.30% ；

條件 Ⅲ ：濕度 90% ：將試樣存放在恒溫恒濕培養(yǎng)箱里存放 30 小時(shí)，此時(shí)試樣終含水率為 13.94% 。

４．實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

環(huán)境因子對(duì)蜂窩平壓性能影響比較圖

　　　蜂窩紙板平壓變形試樣

　　側(cè)壓實(shí)驗(yàn)環(huán)境因子對(duì)蜂窩側(cè)壓 A 影響比較圖

　　　　　　蜂窩紙板側(cè)壓力 — 位移曲線

在側(cè)壓實(shí)驗(yàn)過程中，我們發(fā)現(xiàn)了蜂窩紙板作為側(cè)壓材料時(shí)表現(xiàn)出來的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)，左下圖是一個(gè)典型的蜂窩紙板側(cè)壓力 — 位移曲線圖，右下圖為一個(gè)經(jīng)過側(cè)壓實(shí)驗(yàn)后的蜂窩紙板。

　　　　　　相同環(huán)境因子對(duì)不同蜂窩紙板彈性模量比較圖

５．實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)：

（１）相同厚度的蜂窩紙板平壓、側(cè)壓以及彈性模量值的大小均隨著環(huán)境濕度的增加而減小，即，干燥條件下，強(qiáng)度均zui大。

（２）在相同的環(huán)境條件下， 20mm 厚度蜂窩紙板平壓強(qiáng)度zui大，另外 10mm 與 25mm 相當(dāng)。平壓強(qiáng)度不是隨著厚度的增加而簡(jiǎn)單的上升或下降。

（３）在相同的環(huán)境條件下，彈性模量隨著蜂窩紙板厚度的增加降低，即蜂窩厚度增加，彈性模量值下降。

（４）在相同的環(huán)境條件下， 10mm 蜂窩紙板的側(cè)壓值明顯大于 20mm 與 25mm ，在相同環(huán)境相同厚度下的蜂窩紙板，側(cè)壓 A 方向要小于沿 B 方向側(cè)壓值。即沿蜂窩 B 方向側(cè)壓強(qiáng)度更大。

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