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J-GLOBAL ID：201802289923412855   整理番号：18A1341449

組合せ耐毛羽立ち性とせん断降伏接着剤モデルを用いたしわ付白色被覆板紙の折畳み過程の有限要素解析

Finite element analysis of the folding process of creased white-coated paperboard using a combined fluffing resistance and shear yield glue model

著者 (2件)： JINA Weerayut (Department of Mechanical Engineering, Nagaoka University of Technology) ,  NAGASAWA Shigeru (Department of Mechanical Engineering, Nagaoka University of Technology)
資料名： Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing (Web)  (Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing (Web))
巻： 12  号： 2  ページ： JAMDSM0063(J-STAGE)  発行年： 2018年 
JST資料番号： U0027A  ISSN： 1881-3054  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,しわ付板紙の折畳み過程の数値シミュレーションモデルを開発し,板紙の変形特性を明らかにすることを目的とした。厚さ0.43mmの板紙を用いて,カンチレバー型曲げモーメント測定装置で実験的に検討した。しわ部分の折畳み力学を検証するために,初期しわを一定の範囲内で変化させ,積層数を8層で考慮した。z方向(面外)引張試験に基づく流動抵抗モデルを開発し,等方性弾塑性固体特性を用いてシミュレートした。しかし,流動抵抗は剥離界面の法線方向に制限されるので,面内せん断抵抗は考慮しなかった。しわ部分の折畳み過程を調べるとき,面内せん断抵抗とその破壊限界は一次特性であると思われる。そこで本研究では,剥離とバルジ変形を特性化するために,内部破壊基準を新しい組合せモデルを用いて数値的に解析した。汎用有限要素法(FEM)コードを適用して,面外毛羽立ちサブルーチンと面内せん断接着強度を含む組合せモデルを開発した。しわ付板紙の折畳み過程のFEMシミュレーションを通して,以下の結果を明らかにした。(1)しわ部分をシミュレートしたバルジプロファイルとその曲げモーメント抵抗は,折畳み角20°以上の定常折畳み状態での対応する実験結果と良く一致した。(2)面内せん断接着強度は,刻み目領域の折畳み過程における層間剥離のパターンを特徴付けた。(3)刻み目領域の初期剥離スパンは,しわ幅の150%以上と推定した。(4)曲げモーメント抵抗の初期勾配を,刻み目深さによって特徴付けた。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： 剪断 ,  降伏 ,  接着剤 ,  皺 ,  *板紙 ,  *折畳み ,  *シミュレーション ,  特性 ,  抗力 ,  抵抗
準シソーラス用語： *数値シミュレーション ,  変形特性 ,  流動抵抗

著者キーワード (8件)： 曲げ ,  折畳み ,  剥離 ,  バルジング ,  面内せん断強さ ,  FEM ,  フルフィング ,  スコアの深さ

分類 (2件)： その他の材料の試験  (HB05000T) ,  紙・紙製容器の性質・試験  (YL04020D)

引用文献 (24件)：

• American Society for Testing and Materials (ASTM), Standards and Literature References for Composite Materials, 2nd Ed. (1990), D3846-79.
• Baum, G. A., Brennan, D. C. and Habeger, C. C., Orthotropic elastic constants of paper, Tappi Journal, Vol.64, No.8 (1981), pp.97-101.
• Beex, L. A. A. and Peerlings, R. H. J., An experimental and computational study of laminated paperboard creasing and folding, International Journal of Solids and Structures, Vol.46, No.24 (2009), pp.4192-4207, DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2009.08.012.
• CST-J-1, Katayama Steel Rule Die Inc., Tokyo, Japan (online), available from <diemex.com/sale/cst_e.html>, (accessed on May, 2013).
• Giampieri, A., Perego, U. and Borsari, R., A constitutive model for the mechanical response of the folding of creased paperboard, International Journal of Solids and Structures, Vol.48, (2011), pp.2275-2287, DOI: 10.1016/j.ijsolstr. 2011.04.002.

タイトルに関連する用語 (12件)： 組合せ ,  毛羽立ち ,  せん断 ,  降伏 ,  接着剤 ,  モデル ,  しわ ,  白色 ,  板紙 ,  折畳み ,  過程 ,  有限要素解析