Czasopismo | PRZEGLĄD PAPIERNICZY | Rocznik 2018 - zeszyt 9

Komputerowo wspomagane wyznaczanie nośności opakowań z tektury falistej Cz. 3. Laboratoryjno-numeryczna procedura identyfikacji sprężystych parametrów materiałowych tektury falistej

Computer aided estimation of corrugated board box compression strength Part 3. Laborator y-numerical procedure for an identification of elastic proper ties of corrugated board

10.15199/54.2018.9.2

nr katalogowy: 116266
10.15199/54.2018.9.2

Streszczenie

Wiarygodne szacowanie nośności konstrukcji z papieru oraz tektury (np. pudła klapowe, SRP/RRP itp.) oparte jest przede wszystkim na precyzyjnie zidentyfikowanym zestawie parametrów wytrzymałościowych oraz odpowiednim modelu matematycznym z poprawnie sformułowanymi równaniami konstytutywnymi materiału. W niniejszej pracy zestawiono i omówiono techniki doboru odpowiednich metod identyfikacji parametrów materiałowych tektury falistej. Problem ten jest szczególnie ważny w przypadku testów wytrzymałościowych tektury falistej, ponieważ w laboratorium najczęściej mierzone są przemieszczenia i/lub wytężenia próbek tektury o różnych kształtach i wymiarach, a nie bezpośrednio szukane parametry materiałowe, które wyznacza się a posteriori z równań matematycznych. Ponadto, konstytutywny opis tektury falistej zawiera aż kilkanaście parametrów materiałowych, przez co wyselekcjonowanie odpowiednich testów laboratoryjnych niezbędnych do ich wyznaczenia jest dodatkowo utrudnione. W poprzednich artykułach cyklu omówiono zagadnienia dotyczące warunków pracy tektury, sprawdzono wpływ procesów przetwórczych na wytrzymałość tektury oraz opisano metody sprawdzania przydatności testów laboratoryjnych do identyfikacji w oparciu o analizę wrażliwości. W bieżącym artykule porównano skuteczność wykorzystania algorytmów optymalizacji i metod odwrotnych w procesie identyfikacji parametrów materiałowych tektury falistej. Porównano i zestawiono również wyniki identyfikacji dla różnych kombinacji zestawów badań laboratoryjnych.

Abstract

Reliable estimation of the bearing capacity of paper and board structures (e.g. flap boxes, SRP / RRP, etc.) is based primarily on a precisely identified set of strength parameters and an appropriate mathematical model with correctly formulated material constitutive equations. In this paper, techniques for selection of appropriate methods for identification of corrugated board material parameters are presented and discussed. This problem is particularly important in the case of strength tests of corrugated board, because in the laboratory the displacements and / or strains of board samples of various shapes and sizes are most often measured, and not directly the material parameters, that are determined a posteriori from mathematical equations. In addition, the constitutive description of corrugated board contains dozen material parameters, which makes it difficult to select the appropriate laboratory tests, necessary to determine them. In the previous articles of the series, issues related to the work conditions of board were discussed, the impact of material processing on the strength of board was examined and methods for testing the suitability of laboratory tests for identification based on sensitivity analysis were described. The current article examines the effectiveness of using optimization algorithms and inverse methods in the process of identification of corrugated board material parameters. The identification results for various combinations of laboratory tests were also compared and summarized.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] A llaoui S., Benzeggagh M.L., Aboura Z., Talbi N. 2004. “Elastic behaviour of corrugated cardboard: experiments and modeling". Composite Struc. 63: 53-62.
[2] B aum G.A., Habeger C., Fleischman H. 1981. “Measurement of the orthotropic elastic constants of paper". IPC technical paper series number 117.
[3] B iancolini M .E., Brutti C. 2003. "Numerical and experimental investigation of the strength of corrugated board packages". Packag. Technol. Sci. 16, 47-60.
[4] B urzyński W. 1928. “Studium nad hipotezami wytężenia", Nakładem Akademii Nauk Technicznych, Lwów.
[5] Castro J., Ostoja‑S tarzewski M.O. 2003. "Elastoplasticity of paper". Int. J. Plasticity 19 : 2083-2098.
[6] Chuda‑Kowalska M., Gajewski, T., Garbowski, T. 2015. "Mechanical characterization of orthotropic elastic parameters of a foam by the mixed experimental-numerical analysis". Journal of Theoretical and Applied Mechanics 53 (2) : 383-394. LITERA TURA / LITERA TURE PRZEGLĄD PAPIERNICZY · 74 · WRZESIEŃ 2018 585 CORRUGATED BOARD
[7] Crisfield M. A. 1996. “Non‑Linear Finite Element Analysis of Solids and Structures", Wiley.
[8] de Souza Neto E.A., Peric D., Owen D.R.J. 2008. “Computational Methods for Plasticity: Theory and Applications", Wiley.
[9] Gajewski T., Garbowski T. 2014. “Calibration of concrete parameters based on digital image correlation and inverse analysis". Archives of Civil and Mechanical Engineering 14 (1) : 170-180.
[10] Gajewski T., Garbowski T. 2014. “Mixed experimental/numerical methods applied for concrete parameters estimation". Recent Advances in Computational Mechanics - Proceedings of the 20th International Conference on Computer Methods in Mechanics, CMM 2013, Eds. T. Łodygowski, J. Rakowski, P. Litewka, CRC Press. 293-302.
[11] Garbowski T., Borysiewicz A. 2014. "The stability of corrugated board packages", Przegląd Papierniczy 70 (8) : 452-458.
[12] 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 proper ties of corrugated board". Przegląd Papierniczy 74 (6) : 381-388.
[13] Garbowski T., Garbowska L. 2018. “Computer aided estimation of corrugated board box compression strength. Part 2. The sensitivity analysis in selected laboratory tests of corrugated board". Przegląd Papierniczy 74 (8) : 435-440.
[14] Garbowski T., Imbierowicz R. 2014. “Sensitivity analysis of edge crush test". Przegląd Papierniczy 70 (9) : 559-564.
[15] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. “Numerical strength estimate of corrugated board packages. Part 1. Theoretical assumptions in numerical modeling of paperboard Packages". Przegląd Papierniczy 70 (4) : 219-222.
[16] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. “Numerical strength estimate of corrugated board packages. Part 2. Experimental Tests and numerical analysis of paperboard packages". Przegląd Papierniczy 70 (5) : 277-281.
[17] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. “Homogenization of corrugated paperboard. Part 1. Analytical homogenization". Przegląd Papierniczy 70 (6) : 345-349.
[18] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. “Homogenization of corrugated paperboard. Part 2. Numerical homogenization". Przegląd Papierniczy 70 (7) : 390-394.
[19] Garbowski T., Maier G., Novati G. 2011. “Diagnosis of concrete dams by flat-jack tests and inverse analyses based on proper orthogonal decomposition". Journal of Mechanics of Materials and Structures 6 (1-4) : 181-202.
[20] Garbowski T., Maier G., Novati G. 2012. “On calibration of orthotropic elastic-plastic constitutive models for paper foils by biaxial tests and inverse analyses". Struc. Multidisciplinary Optimization 46 : 111-128.
[21] Garbowski T., Pożarycki A. 2017. “Multi-level backcalculation algorithm for robust determination of pavement layers parameters". Inverse Problems in Science and Engineering 25 (5) : 674-693.
[22] Garbowski T., Przybyszewski G. 2015. “The Sensitivity analysis of critical force in box compression test". Przegląd Papierniczy 71 (5) : 275-280.
[23] Garbowski T., Venier A. 2016. “Reliable mechanical characterization of layered pavement structures". Advances in Mechanics: Theoretical, Computational and Interdisciplinary Issues - 3rd Polish Congress of Mechanics, PCM 2015 and 21st International Conference on Computer Methods in Mechanics, CMM 2015, 183-186.
[24] Harrysson A., Ristinmaa M. 2008. “Large strain elasto-plastic model of paper and corrugated board". Int. J. Solids Structures 45: 3334-3352.
[25] Hill R. 1948. “A theory of the yielding and plastic flow in anisotropic metals". Proc. Royal Soc. 193: 281-297.
[26] Hoffman O. 1967. “The brittle strength of orthotropic materials". J. Composite Mat. 1, 200-206.
[27] M aier G., Bolzon G., Buljak V., Garbowski T., Miller B. 2012. “Synergic combinations of computational methods and experiments for structural diagnoses". Advanced Structured Materials, Eds. M. Kuczma, K. Wilmanski, Springer‑Varlag Berlin Heidelberg, 453-476.
[28] M aier G., Buljak V., Garbowski T., Cocchetti G., Novati G.: “Mechanical characterization of materials and diagnosis of structures by inverse analyses: some innovative procedures and applications". Int. J. Comutational Methods 11 (3) 1343002 (25 pages).
[29] M akela P., Ostlund S. 2003. “Orthotropic elasticplastic material model for paper materials". Int. J. Solids Structures 40 : 5599-5620.
[30] Tsai S.W., Wu E.M. 1971. “A general theory of strength for anisotropic materials". J. Composite Mat. 5 : 58-80.
[31] Xia Q.S., Boyce M.C., Parks D.M. 2002 “A constitutive model for the anisotropic elasticplastic deformation of paper and paperboard". Int. J. Solids Structures 39 : 4053-4071.
[32] Z ienkiewicz O.C., Taylor R.L. 2005 “The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics", Butterworth‑Heinemann.
[33] Z irpoli A., Maier G., Novati G., Garbowski T. 2008. "Dilatometric tests combined with computer simulations and parameter identification for in-depth diagnostic analysis of concrete dams", Life‑Cycle Civil Engineering - Proceedings of the 1st International Symposium on Life‑Cycle Civil Engineering, IA LCCE ‘08, Eds. F. Biondini, D.M. Frangopol, CRC Press, 259-264.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 116266 "Komputerowo wspomagane wy..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD PAPIERNICZY - e-zeszyt (pdf) 2018-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	28.50 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD PAPIERNICZY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

342.00 zł

PRZEGLĄD PAPIERNICZY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD PAPIERNICZY - papierowa prenumerata roczna	420.00 zł brutto 388.89 zł netto 31.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD PAPIERNICZY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

462.00 zł

PRZEGLĄD PAPIERNICZY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD PAPIERNICZY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	516.00 zł brutto 477.78 zł netto 38.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

516.00 zł

Zeszyt

2018-9

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma