中國包裝設計特點工科專業(yè)學生在學習和實際工作中,如工程結構或系統(tǒng)的設計,需要涉及大量的理論推導及計算,要用到很多相關的數學知識。沒有數學的基礎,就沒辦法實現可靠性設計、減量化設計、安全性設計、疲勞設計等目標。工科專業(yè)只用數據說話,缺乏數學的幫助會使得工科專業(yè)學生的研究缺乏思路和工具,缺乏捕捉問題的敏感性,缺乏抽取問題本質的能力,缺乏處理問題的技巧和方法。
包裝材料性能需要以數學的形式進行表征
包裝材料的性能需要使用數學形式表征。如包裝使用的緩沖材料有線性材料和非線性材料,這些不同的材料其力學模型就需要用不同的函數表達。
6種類型的材料緩沖性能曲線,目前在主流的CAE軟件中,均有與這些曲線對應的材料模型或模型輸入方法。通過材料的力-變形函數或曲線,可以得到各種典型緩沖材料模型的應力-應變關系。圖3-1展示了幾種典型緩沖材料的應力-應變曲線,式(3-1)~式(3-4)是前四種典型緩沖材料模型的應力-應變函數,式中,E0為材料初始彈性模量;σ0為材料極限應力;ξ為彈性模量增加率。
前5類緩沖材料模型的共同點是應力-應變關系為單調遞增的關系。蜂窩紙板的應力-應變關系比較復雜,呈現先增、后減、再緩慢增加、最后迅速增加的關系。一些學者將蜂窩紙板的應力-應變特征總結為線彈性階段、屈曲階段、密實化階段。蜂窩紙板特殊的應力-應變特征,對直接利用經典的緩沖設計方法設計緩沖襯墊造成了不便。
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