【摘 要】
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纸板作为一种绿色包装材料,已广泛应用于各类产品的包装中。纸板是由各种纸浆加工而成的,其中的纤维相互交织,属于各向异性弹塑性材料,并有一定的拉深成形能力。目前市场中常
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纸板作为一种绿色包装材料,已广泛应用于各类产品的包装中。纸板是由各种纸浆加工而成的,其中的纤维相互交织,属于各向异性弹塑性材料,并有一定的拉深成形能力。目前市场中常见的蛋糕纸托盘、披萨盘等,即是纸板成形产物。然而,关于纸板拉深成形尤其是盒形件拉深成形工艺过程的研究,国内外尚未见报道。本文首先对市面上常见的纸板进行了筛选,并选择245g/m2的淋膜纸杯纸作为研究对象,参照纸和纸板抗拉强度测度的国家标准,进行单向拉伸实验,得到淋膜纸杯纸的力学性能参数。其次,借鉴金属薄板成形极限图测定的国际标准和国家标准,对淋膜纸杯纸的成形极限图进行实验测定,得到了纸板横向、纵向和450方向的成形极限曲线。再次,对淋膜纸杯纸坯料进行矩形盒的拉深成形实验,通过分析成形过程中出现的褶皱和裂纹,讨论了坯料尺寸、坯料方向、材料含水量、拉深深度等因素对成形效果的影响,得到淋膜纸杯纸拉深成形的合适工艺条件。最后,采用正交各项异性弹塑性模型,用ABAQUS有限元分析软件,结合所测定的成形极限图,对纸板成形极限测定过程、盒型件拉深成形及其卸载后的回弹过程进行了数值模拟,预测了成形危险区,为修正拉深工艺参数提供了依据。实验研究和数值模拟结果表明:纸板,如淋膜纸杯纸,其力学性能呈现正交各向异性的特征,调整合适的拉深工艺条件,可以进行盒形件拉深成形;通过实验法测定纸板的成形极限图,应用于有限元软件进行成形过程的数值模拟,对于纸板拉深成形的生产实践具有指导意义,并且进一步拓展了纸板在包装领域的应用范围。
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