ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ĐỒNG NHẤT HÓA ĐỂ XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN MỎI CỦA BAO BÌ CARTON
Từ khóa
DOI:
https://doi.org/10.34238/tnu-jst.12841Tóm tắt
Bao bì bằng carton thường được sử dụng trong vận chuyển, phân phối và lưu trữ. Nó thường phải chịu tác động cơ học lặp đi lặp lại dẫn đến việc phá hỏng bao bì. Bài báo này trình bày một phương pháp tiếp cận số dựa trên việc sử dụng mô hình đồng nhất hóa để xây mô hình phần tử hữu hạn, từ đó xác định độ bền mỏi của carton lõi lượn sóng. Bằng cách thay thế cấu trúc 3D tấm carton lõi lượn sóng bằng mô hình 2D tương đương đã giúp giảm đáng kể chi phí tính toán trong khi vẫn bảo toàn các ứng xử cơ học cần thiết. Tiếp đó mô hình đồng nhất hóa được sử dụng để xây dựng quy trình xác định độ bền mỏi cho hộp carton. Các mô phỏng số cho mô hình phần tử hữu hạn đã được tiến hành trong điều kiện tải chu kỳ giống như trong thực tế vận chuyển hàng hóa. Chu kỳ mỏi xác định được được xác thực bằng cách so sánh với dữ liệu thực nghiệm. Kết quả chỉ rằng mô hình đồng nhất hóa và quy trình xác định độ bền mỏi đề xuất cho kết quả có độ chính xác, hiệu quả tốt và phù hợp để phân tích mỏi trong quy trình thiết kế tối ưu hóa bao bì.Lượt tải
Tài liệu tham khảo
N. Talbi, A. Batti, R. Ayad, and Y. Q. Guo, “An analytical homogenization model for finite element modelling of corrugated cardboard,” Compos. Struct., vol. 88, no. 2, pp. 280–289, 2009.
N. Buannic, P. Cartraud, and T. Quesnel, “Homogenization of corrugated core sandwich panels,” Compos. Struct., vol. 59, no. 3, pp. 299–312, 2003.
V. D. Luong et al., “Finite element simulation of the strength of corrugated board boxes under impact dynamics,” Lect. Notes Mech. Eng., vol. PartF3, pp. 369–380, 2018.
J. Park, S. Chang, and H. M. Jung, “Numerical prediction of equivalent mechanical properties of corrugated paperboard by 3D finite element analysis,” Appl. Sci., vol. 10, no. 22, pp. 1–16, 2020.
T. Garbowski, A. Knitter-Piątkowska, and D. Mrówczyński, “Numerical homogenization of multi-layered corrugated cardboard with creasing or perforation,” Materials (Basel)., vol. 14, no. 14, pp.1-20, 2021.
V. D. Luong, A. S. Bonnin, F. Abbès, J. B. Nolot, D. Erre, and B. Abbès, “Finite Element and Experimental Investigation on the Effect of Repetitive Shock in Corrugated Cardboard Packaging,” J. Appl. Comput. Mech., vol. 7, no. 2, pp. 820–830, 2021.
V. D. Luong, F. Abbes, M. P. Hoang, P. T. M. Duong, and B. Abbes, “Finite element elastoplastic homogenization model of a corrugated-core sandwich structure,” Steel Compos. Struct., vol. 41, no. 3, pp. 437–445, 2021.
D. L. Tien, N. T. T. Phuong, D. P. T. Minh, and V. D. Luong, “Finite Element Simulation for the Plastic Behavior of Corrugated Core Sandwich Panel,” J. Serbian Soc. Comput. Mech., vol. 17, no. 2, pp. 142–152, 2023.
V. D. Luong, L. T. Dao, and P. T. M. Duong, “Analysis of Stress and Strain in Sandwich Structures Using an Equivalent Finite Element Model,” Int. J. Eng. Technol. Innov., vol.15, no. 1, pp. 26-43, 2024.
J. Viguié, P. J. J. Dumont, I. Desloges, and É. Mauret, “Some experimental aspects of the compression behaviour of boxes made up of G-flute corrugated boards,” Packag. Technol. Sci., vol. 23, no. 2, pp. 69–89, 2010.
D. F. Rodrigues and J. C. Pereira, “Experimental Tests and Numerical Simulations for Failure Investigation on Corrugated Boxes Used on Household Appliance Packaging,” J. Appl. Packag. Res., vol. 10, no. 3, pp. 56-69, 2018.
M. J. Lamb and V. Rouillard, “Static and Dynamic Strength of Paperboard Containers Subjected to Variations in Climatic Conditions,” Packag. Technol. Sci., vol. 30, no. 3, pp. 103–114, 2017.
P. Böröcz and S. P. Singh, “Measurement and Analysis of Vibration Levels in Rail Transport in Central Europe,” Packag. Technol. Sci., vol. 30, no. 8, pp. 361–371, 2017.
D. Mrówczyński, T. Gajewski, and T. Garbowski, “A Simplified Dynamic Strength Analysis of Cardboard Packaging Subjected to Transport Loads,” Materials (Basel)., vol. 16, no. 14, pp.1-14, 2023.
A. Paternoster, S. Vanlanduit, J. Springael, and J. Braet, “Measurement and analysis of vibration and shock levels for truck transport in Belgium with respect to packaged beer during transit,” Food Packag. Shelf Life, vol. 15, pp. 134–143, 2018.
V. D. Luong, H. M. Nguyen, and L. T. Dao, “Study The Mechanical Behavior of Corrugated Box Using The Finite Element Method,” J. Mech. Civ. Eng., vol. 21, no. 2, pp. 42–49, 2024.
N. B. A. Wahab, “Estimation of corrugated cardboard strength with a new tensile or shear test method,” Master of Science Thesis, Nagaoka University of Technology, 2012.
F. I. Boaca, S. Cananau, A. Calin, M. Bucur, D. A. Prisecaru, and M. Stoica, “Mechanical Analysis of Corrugated Cardboard Subjected to Shear Stresses,” J. Compos. Sci., vol. 8, no. 10, pp.1-18, 2024.
D. Systèmes, “Fe-Safe 6 Fatigue Theory Reference Manual,” Simulia, vol. 2, 2014. [Online]. Available: http://www.3ds.com/products-services/simulia/products/fe-safe/. [Accessed May. 15, 2025].
Z. W. Wang and Y. C. Sun, “Experimental investigation on bending fatigue failure of corrugated paperboard,” Packag. Technol. Sci., vol. 31, no. 9, pp. 601–609, 2018.
