Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AURA
AUTO MOTO SERWIS
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
GAZETA CUKROWNICZA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ODZIEŻ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
Menu
Menu
Menu
Prenumerata
Prenumerata
Publikacje
Publikacje
Drukarnia
Drukarnia
Kolportaż
Kolportaż
Reklama
Reklama
O nas
O nas
ui-button
Twój Koszyk
Twój koszyk jest pusty.
Niezalogowany
Niezalogowany
Zaloguj się
Zarejestruj się
Reset hasła
Czasopismo
|
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
|
Rocznik 2024 - zeszyt 5
Rola homogenizacji w predykcji nośności opakowań z tektury falistej – przegląd metod i zastosowań
The role of homogenization in predicting the load-bearing capacity of corrugated packaging – a short review of methods and applications
10.15199/54.2024.5.1
TOMASZ GARBOWSKI
nr katalogowy: 148851
10.15199/54.2024.5.1
Streszczenie
Artykuł omawia kluczową rolę homogenizacji w predykcji nośności opakowań z tektury falistej, podkreślając metody i techniki stosowane w tym procesie. Homogenizacja pozwala na uproszczenie złożonej struktury tektury falistej, co prowadzi do zwiększenia efektywności obliczeń i precyzyjniejszej predykcji wytrzymałości. Przegląd przedstawia różnorodne metody homogenizacji, takie jak: metoda Voigta-Reussa-Hill, Mori-Tanaki, metoda samouzgodniona oraz ich zastosowanie w modelowaniu właściwości mechanicznych. W pracy omówiono także zastosowanie metod numerycznych, w tym metody elemen tów skończonych (MES), które porównano z metodami eksperymentalnymi. Praktyczne zastosowania homogenizacji zilustrowano za pomocą studiów przypadków, ukazując korzyści w projektowaniu i optymalizacji opakowań. Przegląd wskazuje również na obecne wyzwania i przyszłe kierunki badań, podkreślając znaczenie wyników dla przemysłu opakowaniowego, zwłasz cza w kontekście poprawy wytrzymałości, efektywności materiałowej oraz optymalizacji kosztów produkcji.
Abstract
This article discusses the crucial role of homogenization in predicting the load-bearing capacity of corrugated board packaging, emphasizing the methods and techniques used in this process. Homogenization simplifies the complex structure of corrugated board, leading to increased com putational efficiency and more precise strength predictions. The review presents various homogenization methods, such as the Voigt-Reuss-Hill, Mori-Tanaka, and self-consistent methods, and their application in modeling mechanical properties. The article also discusses the use of numerical methods, including the finite element method (FEM), and compares them with experimental methods. Practical applications of homogenization are illustrated through case studies, highlighting the benefits in the design and optimization of packaging. The review also identifies current challenges and future research directions, emphasizing the importance of the results for the packaging industry, particularly in terms of improving strength, material efficiency, and production cost optimization.
Słowa kluczowe
homogenizacja
tektura falista
metoda elementów skończonych
wytrzymałość mechaniczna
przemysł opakowaniowy
Keywords
homogenization
corrugated board
finite element method
mechanical strength
packaging industry
Bibliografia
[1] Aboura Z., Talbi N., Allaoui S., Benzeggagh M. L. 2004. “Elastic behavior of corrugated cardboard: Experiments and modeling”. Composite Structures 63 (1) : 53-62. https://doi.org/10.1016/S0263- 8223(03)00131-4 [2] Altmann R., Henning P., Peterseim D. 2021. “Numerical homogenization beyond scale separation”. Acta Numerica 30, 1-86. https:// doi.org/10.1017/S0962492921000015 [3] Andrianov I. V., Awrejcewicz J., Danishevskyy V. V. 2018. “Conductivity of fibre composites: Analytical homogenization approach”. In Advanced Structured Materials (Vol. 77). https://doi. org/10.1007/978-3-319-65786-8_3 [4] Annin B. D., Kolpakov A. G., Rakin S. I. 2017. “Homogenization of corrugated plates based on the dimension reduction for the periodicity cell problem”. In Advanced Structured Materials (Vol. 46). https:// doi.org/10.1007/978-3-319-56050-2_3 [5] Bartolozzi G., Baldanzini N., Pierini M. 2014. „Equivalent properties for corrugated cores of sandwich structures: A general analytical method”. Composite Structures 108 (1) : 736-746. https://doi. org/10.1016/j.compstruct.2013.10.012 [6] Bartolozzi G., Pierini M., Orrenius U., Baldanzini N. 2013. „An equivalent material formulation for sinusoidal corrugated cores of structural sandwich panels”. Composite Structures 100, 173-185. https://doi. org/10.1016/j.compstruct.2012.12.042 [7] Battaglia G., Matteo A. D., Pirrotta A., Micale G. 2017. “Dynamic response of equivalent orthotropic plate model for stiffened plate: Numerical-experimental assessment”. Procedia Engineering 199, 1423-1428. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.09.387 [8] Beck M., Fischerauer G. 2022. “Modeling Warp in Corrugated Cardboard Based on Homogenization Techniques for In-Process Measurement Applications”. Applied Sciences (Switzerland) 12 (3). https:// doi.org/10.3390/app12031684 [9] Biancolini M. E. 2005. “Evaluation of equivalent stiffness properties of corrugated board”. Composite Structures 69 (3) : 322-328. https:// doi.org/10.1016/j.compstruct.2004.07.014 [10] Blanc X., le Bris C., Legoll F. 2016. “Some variance reduction methods for numerical stochastic homogenization. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 374 (2066). https://doi.org/10.1098/rsta.2015.0168 [11] Buannic N., Cartraud P., Quesnel T. 2003. “Homogenization of corrugated core sandwich panels”. Composite Structures 59 (3) : 299-312. https://doi.org/10.1016/S0263-8223(02)00246-5 [12] Cheon Y.-J., & Kim H.-G. 2015. “An equivalent plate model for corrugated-core sandwich panels”. Journal of Mechanical Science and Technology 29 (3) : 1217-1223. https://doi.org/10.1007/s12206-015- 0235-6 [13] Cornaggia A., Gajewski T., Knitter-Piątkowska A., Garbowski T. 2023. „Influence of Humidity and Temperature on Mechanical Properties of Corrugated Board-Numerical Investigation”. BioResources 18 (4) : 7490-7509. https://doi.org/10.15376/biores.18.4.7490-7509 [14] Doghri I., el Ghezal M. I., Adam L. 2016. “Finite strain mean-field homogenization of composite materials with hyperelastic-plastic constituents”. International Journal of Plasticity, 81, 40–62. https:// doi.org/10.1016/j.ijplas.2016.01.009 [15] Duong P. T. M. 2017. “Analysis and simulation for the double corrugated cardboard plates under bending and in-plane shear force by homogenization method”. International Journal of Mechanics (11) : 176-181. [16] Efendiev Y., Kronsbein C., Legoll F. 2015. “Multilevel monte carlo approaches for numerical homogenization”. Multiscale Modeling and Simulation 13 (4) : 1107-1135. https://doi.org/10.1137/130905836 [17] Eidel B., Fischer A. 2018. “The heterogeneous multiscale finite element method for the homogenization of linear elastic solids and a comparison with the FE2 method”. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 329, 332-368. https://doi.org/10.1016/j. cma.2017.10.001 [18] Faraci D., Comi C. 2021. “Asymptotic homogenization of metamaterials elastic plates”. Journal of Physics: Conference Series 2015 (1). https://doi.org/10.1088/1742-6596/2015/1/012038 [19] http://www.fematsystems.pl [20] Frénod E. 2015. “An attempt at classifying homogenization-based numerical methods. Discrete and Continuous Dynamical Systems” – Series S, 8(1), i–vi. https://doi.org/10.3934/dcdss.2015.8.1i [21] Garbowski T., Gajewski T. 2021. “Determination of transverse shear stiffness of sandwich panels with a corrugated core by numerical homogenization”. Materials 14 (8). https://doi.org/10.3390/ ma14081976 [22] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. „Homogenization of corrugated board. Part 2. Numerical homogenization”. Przegląd Papierniczy 70 (7) : 390-394. [23] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. „Homogenization of corrugated paperboard. Part 1. Analytical homogenization”. Przegląd Papierniczy 70 (6) :345-349. [24] 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. [25] 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. [26] Garbowski, T., Knitter-Piątkowska, A., & Mrówczyński, D. (2021). Numerical homogenization of multi-layered corrugated cardboard with creasing or perforation. Materials 14 (14). https://doi.org/10.3390/ ma14143786 [27] Garbowski T., Marek A. 2014. “Homogenization of corrugated boards through inverse analysis”. OPT-i 2014 - 1st International Conference on Engineering and Applied Sciences Optimization, Proceedings. [28] Griso G. 2014. “Error estimates in periodic homogenization with a non-homogeneous Dirichlet condition”. Asymptotic Analysis 87 (1–2) 91–121. https://doi.org/10.3233/ASY-131200 [29] Hawa T., Ahmed C. D. 2021. “Third-Order Corrections in Periodic Homogenization for Elliptic Problem”. Mediterranean Journal of Mathematics 18 (4). https://doi.org/10.1007/s00009-021-01727-3 [30] Luong V. D., Abbes F., Hoang M. P., Duong P. T. M., Abbes B. 2021. “Finite element elastoplastic homogenization model of a corrugated- -core sandwich structure”. Steel and Composite Structures 41 (3) : 437–445. https://doi.org/10.12989/scs.2021.41.3.437 [31] Mahnken R., Ju X. 2020. “Goal-oriented adaptivity based on a model hierarchy of mean-field and full-field homogenization methods in linear elasticity”. International Journal for Numerical Methods in Engineering 121 (2) : 277-307. https://doi.org/10.1002/nme.6209 [32] Marek A., Garbowski T. 2015. “Homogenization of sandwich panels”. Computer Assisted Methods in Engineering and Science 22 (1). [33] Maurel A., Pham K., Marigo J.-J. 2019. “Homogenization of thin 3D periodic structures in the time domain - effective boundary and jump conditions. In Fundamentals and Applications of Acoustic Metamaterials: From Seismic to Radio Frequency”. https://doi. org/10.1002/9781119649182.ch4 [34] Meng L., Lan X., Zhao J., Wang Z. 2020. “Equivalent models and mechanical properties of bio-inspired corrugated sandwich structures subjected to bending loads”. Composite Structures 244. https://doi. org/10.1016/j.compstruct.2020.112257 [35] Mityushev V. 2022. “Effective properties of two-dimensional dispersed composites. Part II. Revision of self-consistent methods”. Computers and Mathematics with Applications 121, 74-84. https://doi. org/10.1016/j.camwa.2022.07.003 [36] Mrówczyński D., Garbowski T. 2023. “Influence of Imperfections on the Effective Stiffness of Multilayer Corrugated Board”. Materials 16 (3). https://doi.org/10.3390/ma16031295 [37] Mrówczyński D., Knitter-Piątkowska A., Garbowski T. 2022. „Numerical Homogenization of Single-Walled Corrugated Board with Imperfections”. Applied Sciences (Switzerland) 12 (19). https://doi. org/10.3390/app12199632 [38] Mrówczyński D., Pozorska J., Garbowski T., Pozorski Z. 2023. „Bending Stiffness of Unsymmetrical Multilayered Corrugated Board: Influence of Boundary Conditions”. BioResources 18 (4) : 7611-7628. https://doi.org/10.15376/biores.18.4.7611-7628 [39] Pandit U. K., Mondal G., Punera D. 2023. “Lateral torsional buckling analysis of corrugated steel web girders using homogenization approach”. Journal of Constructional Steel Research 210. https:// doi.org/10.1016/j.jcsr.2023.108099 [40] Park K.-J., Jung K., Kim,Y.-W. 2016. “Evaluation of homogenized effective properties for corrugated composite panels”. Composite Structures, 140, 644–654. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2016.01.002 [41] Pivovarov D., Zabihyan R., Mergheim J., Willner K., Steinmann P. 2019. “On periodic boundary conditions and ergodicity in computational homogenization of heterogeneous materials with random microstructure”. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 357. https://doi.org/10.1016/j.cma.2019.07.032 [42] Suarez B., Muneta L. M., Romero G., Sanz-Bobi J. D. 2021. “Efficient design of thin wall seating made of a single piece of heavy-duty corrugated cardboard”. Materials 14 (21). https://doi.org/10.3390/ ma14216645 [43] Suarez B., Muneta M. L. M., Sanz-Bobi, J. D., Romero G. 2021. „Application of homogenization approaches to the numerical analysis of seating made of multi-wall corrugated cardboard”. Composite Structures 262. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2021.113642 [44] Szewczyk, W., Głowacki, K. 2014. „Effect of humidity on paper and corrugated board strength parameters | Wpływ wilgotności na wskaźniki wytrzymałościowe tektury falistej”. Fibres and Textiles in Eastern Europe 22 (5) : 133-137. [45] Yanes V., Sabina F. J., Espinosa-Almeyda Y., Otero J. A., Rodríguez- -Ramos R. 2022. „Asymptotic homogenization approach applied to Cosserat heterogeneous media. In Mechanics and Physics of Structured Media: Asymptotic and Integral Equations Methods of Leonid Filshtinsky”. https://doi.org/10.1016/B978-0-32-390543-5.00026-8
Treść płatna
Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp -
zaloguj się
.
Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!
Publikacja
PRZEGLĄD PAPIERNICZY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-5 , nr katalogowy 148851
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
Nowość
10.00 zł
Do koszyka
Zeszyt
PRZEGLĄD PAPIERNICZY- e-zeszyt (pdf) 2024-5
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
Nowość
38.00 zł
Do koszyka
Prenumerata
PRZEGLĄD PAPIERNICZY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
Nowość
342.00 zł
Do koszyka
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
Do koszyka
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
Do koszyka
Zeszyt
2024-5
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH