OSB-單板復合集裝箱底板剛度模型及工藝研究.pdf

1、定向刨花板-單板復合集裝箱底板(OSBVCCF)是利用具有高抗剪強度的定向刨花板(OSB)芯層和較高力學性能的單板制成的多層結構用人造板，作為集裝箱的主要承載配件——底板，要求具有足夠的剛度、強度、耐老化性、抗疲勞性能，來保證集裝箱承運貨物的安全性以及必要的使用壽命。
　　 本論文以OSBVCCF為研究對象，運用斷面密度儀、Pressman、激光測角儀、噴蒸壓機等先進的儀器設備來進行定向刨花板和復合集裝箱底板的熱壓工藝研究，同時

2、綜合運用VBA編程、彈(塑)性力學、正交各向異性復合材料層板理論、損傷力學、模型模擬方法，重點分析了OSBVCCF的宏觀力學性能和細觀結構(微薄層)之間的相互關系，建立了單板在熱、壓力、膠粘劑等作用下彈性模量和靜曲強度與密度預測模型，進而建立了OSB彈性模量預測模型和OSBVCCF的彈性模量和靜曲強度預測模型，并從理論上論證了復合底板的芯層抗剪性能優(yōu)于傳統(tǒng)的克隆底板。
　　 1.對板的熱壓工藝表明：1)采用一次熱壓成型的OSBV

3、CCF能滿足集裝箱底板的要求，總的熱壓時間為27分；2)采用噴蒸預熱工藝，可以將OSB的熱壓時間縮短到常規(guī)熱壓時間的一半(7分鐘)，且壓出的板的芯層抗剪切強度提高35％。3)對工廠生產出的OSB進行分析，施膠量10％比7.5％只有在芯層剪切強度上有顯著差異(分別為3.4MPa、3.1MPa)，其它性能無顯著性差異；4)在芯板上二次覆貼單板的熱壓時間以24～27分種為佳。
　　 2.分析了構成OSBVCCF的定向刨花板芯層和表層單

4、板的材料特性。建立了各種材料的宏觀力學性能與其結構參數(shù)及其它物理量之間的關系模型。分析認為OSBVCCF是由各向異性的OSB和單板組成的具有對稱結構的正交各向異性層合板。
　　 3.根據(jù)復合材料層板的剛度理論，推導了復合集裝箱底板的剛度矩陣，彈性常數(shù)之間的耦合效應和交叉效應可以忽略不計。在此基礎上，推導出OSBVCCF的彈性模量的理論模型，形成了彈性模量預測的理論基礎。
　　 4.采用層板的剛度理論，將定向刨花板細分為9

5、6薄層，根據(jù)激光測量的刨花分布角，并依據(jù)每薄層對應的密度，推斷出每薄層對應的彈性模量，用VBA編程來計算出定向刨花板的彈性模量。
　　 5.基于纖維增強復合材料的混合模型和層合板剛度理論，構建單板涂膠和壓力浸膠熱壓后的彈性模量的物理模型和數(shù)學模型。研究結果表明：1)隨著膠粘劑的固化和單板的壓密實，橫向彈性模量也將升高，可將單板的橫向彈性模量提高三倍。2)隨著密度的增加，單板涂膠和壓力浸膠熱壓后的縱向彈性模量的增加幅度不及單板無膠

6、熱壓后的增加幅度。
　　 6.依據(jù)各向異性層合板的強度理論，分析了OSBVCCF分別基于線彈性應力-應變關系和彈塑性應力-應變關系的應力分布，并推導了因考慮上表某些縱向層的產生壓縮屈服時中性軸的偏離量的估算公式。根據(jù)損傷力學原理和最弱環(huán)(Weakest-link)破壞理論，提出了OSBVCCF的彎曲破壞模式。構建了OSBVCCF在不同破壞模式下的靜曲強度預測的理論模型。為簡化計算，基于木材破壞形式，建立了復合集裝箱底板與表背層相