论文题目：瓦楞纸板疲劳性能研究
摘要：试验研究了瓦楞纸板的疲劳性能。通过三点弯曲疲劳试验,探讨了等幅循环载荷下B型和C型瓦楞纸板的弯曲疲劳行为。得到了两种瓦楞纸板的S-N曲线,发现瓦楞纸板的疲劳寿命可以用Basquin关系式和指数函数表达式来描述,相比而言指数函数表达式更加适合。纸板在疲劳试验大多数的载荷循环中,能量耗散几乎是相同的,抗弯刚度是逐渐降低的,但是在接近疲劳失效时瓦楞纸板的能量耗散明显增大,纸板的刚度迅速下降。瓦楞纸板在疲劳试验过程中没有出现明显的裂纹而是不断的发生形变,在一定数量的循环载荷后瓦楞芯纸在面纸附近的位置产生塌陷,该塌陷会沿着纸板厚度方向不断的扩展延伸。与此同时,瓦楞纸板背面的纤维会被拉伸破坏。瓦楞纸板在循环载荷作用下不断累积塑性形变,这会弱化纸板对疲劳载荷的抵抗能力直到纸板疲劳失效。试验研究了循环湿度环境对瓦楞纸板的静态力学性能和疲劳性能的影响。在23℃下,将瓦楞纸板试样分别放置在恒定湿度（相对湿度为50%）和两种循环湿度（相对湿度分别为50%-70%-50%,50%-90%-50%）环境下对进行处理,然后对其静态力学性能和疲劳性能进行试验研究,得到了试样的边压强度,粘合强度,弯曲强度,弹性模量,弯曲疲劳寿命和刚度下降情况。与恒定湿度环境下的结果相比较,瓦楞纸板在相对湿度为50%-70%-50%和50%-90%-50%循环环境下的边压强度分别下降了2.75%和14.31%,粘合强度分别下降了3.72%和1.15%,弯曲强度分别下降了5.32%和10.74%,弹性模量分别下降了6.00%和12.80%,弯曲疲劳寿命分别下降了8.18%和51.92%。从试验结果来看,瓦楞纸板的力学性能在湿度循环变化的过程中是不可逆的,与恒定湿度环境下的力学性能相比有不同程度的下降。瓦楞纸板对相对湿度环境为50%-90%-50%的循环比50%-70%-50%的循环更敏感,纸板的动态疲劳性能比静态力学性能对循环湿度环境更敏感。使用瓦楞纸板疲劳的寿命数据和随机载荷谱对瓦楞纸箱进行了有限元疲劳模拟分析。从模拟结果来看,瓦楞纸箱的疲劳破损形态和实际试验过程的疲劳破损形态是基本一致的。在随机振动激励下瓦楞纸箱的刚度不断下降,下降到一定程度时瓦楞纸箱的各个角附近最先出现褶皱破损,随后褶皱向纸箱面板扩展,直到瓦楞纸箱完全屈曲失效。有限元模拟还得到了瓦楞纸箱的局部疲劳寿命,从大到小三种振动等级对应的最小疲劳寿命分别为0min、52.82min和131.6min。由于瓦楞纸箱的破损失效是一个逐渐累计的过程,所以该疲劳寿命比真实环境中纸箱的疲劳寿命要小。
关键词：瓦楞纸板;疲劳;S-N曲线;刚度下降;循环湿度环境;有限元分析
学科专业：包装工程（运输包装方向）
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 研究现状
1.3 本文研究内容
1.4 本章小结
第二章 瓦楞纸板与疲劳损伤模型介绍
2.1 瓦楞纸板介绍
2.2 常用的疲劳损伤模型
2.3 本章小结
第三章 瓦楞纸板疲劳试验研究
3.1 试验材料处理
3.2 试验方案与数据处理
3.3 试验结果与分析
3.4 本章小结
第四章 循环湿度对瓦楞纸板性能的影响
4.1 试验材料处理
4.2 试验方案与数据处理
4.3 试验结果与分析
4.4 本章小结
第五章 瓦楞纸箱疲劳有限元分析
5.1 瓦楞纸箱在随机振动下疲劳试验的介绍
5.2 瓦楞纸箱疲劳有限元分析
5.3 有限元结果与分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文完成的工作
6.2 创新点
6.3 不足与展望
参考文献
致谢
