Moduł ścinania poprzecznego tektury falistej

• Autorzy: Garbowski Tomasz , Gajewski Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/54.2020.2.1

Warianty tytułu

EN

Transverse shear modulus in corrugated materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W opisie materiałowym ortotropowych płyt z miękkim i/lub pofalowanym rdzeniem ważne jest poprawne wyznaczenie wszystkich parametrów konstytutywnych. Niestety, w praktyce laboratoryjnej często pomija się wyznaczenie modułu ścinania poprzecznego. W niniejszej pracy przedstawiono metodę wyznaczania tego parametru na podstawie testu skręcania płytowego oraz poprawnie sformułowanych opisów analitycznych. Dowiedziono, że moduł ścinania poprzecznego w pewnych konkretnych przypadkach nie może być pomijany, ponieważ w istotny sposób wpływa na zachowanie mechaniczne tektury falistej. Stosowane dotychczas metody modelowania ścinania poprzecznego można zmodyfikować tak, aby wyeliminować bezwymiarowe, nieuzasadnione fizycznie współczynniki i zastąpić je parametrami, które mają fizyczną podstawę. Skuteczne modelowanie efektów ścinania poprzecznego umożliwia bardziej świadome projektowanie konstrukcji z tektury falistej, gdzie celem końcowym jest uzyskanie opakowania o wyższych parametrach wytrzymałościowych, a jednocześnie mniejszym zużyciu materiału i/lub dłuższej trwałości.

EN

In the material description of orthotropic panels with a soft and/or corrugated core, it is important to correctly determine all constitutive parameters. Unfortunately, in laboratory practice the determination of shear modulus is often overlooked. This paper presents a method for determining this parameter based on a plate torsion test and correctly formulated analytical descriptions. It has been proved that the transverse shear modulus cannot be omitted in some specific cases because it significantly influences the mechanical behavior of the corrugated board. The methods of transverse shear modeling used so far can be modified to eliminate dimensionless, physically unjustified coefficients and replace them with parameters that have a physical basis. Effective modeling of transverse shear effects enables more conscious design of corrugated board structures, where the final goal is to obtain a package with higher strength parameters and at the same time less material consumption and/or higher durability.

Słowa kluczowe

PL

tektura falista; moduł ścinania poprzecznego; testy laboratoryjne; wytrzymałość pudła

EN

corrugated board; transversal shear modulus; laboratory tests; box performance

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Papierniczy
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 76, nr 2
• Strony: 103--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Garbowski Tomasz

• Politechnika Poznańska, Centrum Mechatroniki, Biomechaniki i Nanoinżynierii, ul. Piotrowo 5, 60-965 Poznań; FEMat Sp. z o.o., ul. Romana Maya 1, 61-371 Poznań

autor

Gajewski Tomasz

• Politechnika Poznańska, Instytut Analizy Konstrukcji, ul. Piotrowo 5, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] Ajvilés F., Carlsson L.A., Browning G., Millay K. 2009. “Investigation of the Sandwich Plate Twist Test”. Experimental Mechanics 49 : 813-822.
• [2] Avilés F., Carlsson L.A., May-Pat A. 2012 “A Shear-Corrected Formulation for the Sandwich Twist Specimen”. Experimental Mechanics 52 : 17-23.
• [3] Avilés F., Couoh-Solis F., Carlsson L.A., Hernández-Pérez A., May-Pat A. 2011. “Experimental determination of torsion and shear properties of sandwich panels and laminated composites by the plate twist test”. Composite Structures 93 : 1923-1928.
• [4] Baum G.A., Brennan D.C., Habeger, C.C. 1981. “Orthotropic elastic constants of paper”. Tappi Journal 64 (8) : 97-101.
• [5] http://www.fematsystems.pl
• [6] Garbowski T., Czelusta I., Graczyk Ł. 2018. „Computer aided estimation of corrugated board box compression strength. Part 1. The influence of flute crash on basic properties of corrugated board”. Przegląd Papierniczy 74 (6) : 381-388.
• [7] Garbowski T., Garbowska L. 2018. “Computer aided estimation of corrugated board box compression strength Part 3. Laboratory-numerical procedure for an identification of elastic properties of corrugated board”. Przegląd Papierniczy 74 (9) : 577-585.
• [8] Garbowski T., Niziałek-Łukawska M., Kuca M. 2019. „Analytical verification of popular McKee’s formula”. Przegląd Papierniczy 75 (12) : 767-773.
• [9] Hernandez-Perez A., Aviles F., Carlsson L.A. 2012. “First-order shear deformation analysis of the sandwich plate twist specimen”. Journal of Sandwich Structures and Materials 14 (3) : 229-245.
• [10] Hernández-Pérez A., Hägglund R., Carlsson L.A., Avilés F. 2014. “Analysis of twist stiffness of single and double-wall corrugated boards”. Composite Structures 110 : 7-15.
• [11] McKee R.C., Gander J.W., Wachuta J.R. 1963 “Compression strength formula for corrugated boxes”. Paperboard Pack 48 (8) : 149-159.
• [12] Popil R. E., Coffin D.W., Habeger Ch.C. 2008. “Transverse shear measurement for corrugated board and its significance”. Appita Journal 61 (4) : 307-312.
• [13] Reissner E. 1980. “On Torsion and Transverse Flexure of Orthotropic Elastic Plates”. Journal of Applied Mechanics 47 : 855-860.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).