彈性波在蜂窩紙板中傳播特性的研究.pdf

1、多孔材料在自然界中的存在比較廣泛,具有獨特的性能,非常廣闊的應(yīng)用前景,是近年來科學(xué)研究的熱點。蜂窩材料作為多孔材料之一,具有平壓強度高、加載后變形小、回彈性好、緩沖性能好、隔熱隔音等諸多優(yōu)點,是如今倍受關(guān)注的包裝材料。隨著以紙代木,以紙代塑的綠色環(huán)保要求,對蜂窩材料的需求與要求也越來越高。
　　 近年來,彈性波在材料中傳播特性的研究受到了越來越多的重視。與蜂窩紙板在靜力學(xué)方面的研究相比,國內(nèi)外對涉及到的動力學(xué)波動問題的研究較少。

2、靜力學(xué)考慮的只是加載前和加載后的變形狀態(tài)的不同,當(dāng)彈性體受局部擾動后,整個物體響應(yīng)即刻完成,并不需要經(jīng)歷一段時間。而彈性動力學(xué)則不同,它是考慮時間過程的,當(dāng)物體受局部擾動后,離擾動較遠(yuǎn)的部分不會立即響應(yīng),而是需要一個時間過程,物體中的每一點都會隨著時間變化。這時的位移、應(yīng)力、速度等是空間坐標(biāo)的函數(shù),更是時間坐標(biāo)的函數(shù)。
　　 在產(chǎn)品的運輸流通過程中,特別是在運輸過程中受到?jīng)_擊和振動時,包裝件隨緩沖材料一起處于一個動態(tài)的環(huán)境條件下

3、,此時物質(zhì)微元會隨著時間而變化。研究彈性波在蜂窩紙板中傳播的特性,了解動力學(xué)參數(shù)隨時間變化規(guī)律具有現(xiàn)實意義。本文將彈性波理論應(yīng)用到包裝材料蜂窩紙板中,選取六角蜂窩結(jié)構(gòu)為研究對象,研究單個蜂窩結(jié)構(gòu)、蜂窩紙板中彈性波傳播的規(guī)律。本文的研究可以為蜂窩紙板的動力學(xué)波動研究提供一定的理論指導(dǎo)。
　　 本論文首先闡述了彈性波概念、總結(jié)了彈性波發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀。
　　 其次,由于在研究中作者需要將蜂窩紙板簡化為一種均勻的線彈性夾層板材

4、,需要對蜂窩結(jié)構(gòu)的等效線彈性模量進(jìn)行求解。文章第二部分對六邊形蜂窩材料的共面等效模量和異面等效模量進(jìn)行了求解。研究了各個模量與蜂窩單元尺寸之間的關(guān)系,為后面的研究做了鋪墊。
　　 然后,文章第三部分基于彈性動力學(xué)的基本假設(shè),建立了應(yīng)力、應(yīng)變分析、及應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系,在彈性動力學(xué)的基本方程的基礎(chǔ)上建立了波動方程,并對橫波和縱波進(jìn)行了求解。
　　 接著,文章第四部分分析了彈性波在單個蜂窩結(jié)構(gòu)中的傳播特性,建立了波動控制方程和

5、諧波方程。將彈性波理論應(yīng)用到蜂窩紙板隔音中,通過改變蜂窩結(jié)構(gòu)的材料,蜂窩孔的半徑,蜂窩厚度等因素來實現(xiàn)蜂窩結(jié)構(gòu)的隔音和放音性能。得到的結(jié)果為彈性波在這些材料中傳播提供了有用的見解。由于蜂窩結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,研究波在這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的傳播具有一定的困難。文章第五部分將蜂窩紙板簡化為線彈性板材,研究了彈性波在這種結(jié)構(gòu)中傳播的特性,并求解了位移場、應(yīng)力場和速度。
　　 最后,本文利用ABAQUS軟件對彈性應(yīng)力在蜂窩材料中的傳播進(jìn)行了有限元分